长为L的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且使其长度的1/4垂在桌边,如图所示,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大?

问题描述:

长为L的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且使其长度的

1
4
垂在桌边,如图所示,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大?

设桌面为零势能面,链条的总质量为m.
开始时链条的机械能为:E1=-

1
4
mg•
1
8
L;
当链条刚脱离桌面时的机械能:E2=
1
2
mv2-mg
L
2

由机械能守恒可得:E1=E2
即:-
1
4
mg•
1
8
L=
1
2
mv2-mg
L
2

解得:v=
1
4
15gL

答:链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为
1
4
15gL