轻杆长L=1.5m,以一端为圆心,在竖直面内做圆周运动,杆另一端固定一个质量m=1.8kg小球,小球通过最高点时速率v=3m/s,求此时小球对杆的作用力大小及方向(g=10m/s2).

问题描述:

轻杆长L=1.5m,以一端为圆心,在竖直面内做圆周运动,杆另一端固定一个质量m=1.8kg小球,小球通过最高点时速率v=3m/s,求此时小球对杆的作用力大小及方向(g=10m/s2).

在最高点,根据牛顿第二定律得,F+mg=m

v2
L

解得F=m
v2
L
−mg=1.8×
9
1.5
−18
N=-7.2N.
可知杆子对小球表现为支持力,大小为7.2N.
小球对杆子作用力的大小为7.2N,方向竖直向下.
答:小球对杆子作用力的大小为7.2N,方向竖直向下.