一半径为R的圆盘可绕通过圆盘中心、且与盘面垂直的水平轴转动,圆盘的转动惯量为I,盘上绕有一根不可伸长的轻绳,绳与圆盘间无相对滑动.当绳端系一质量为m的物体时,物体匀速下降.若在绳端改系一质量为M的物体,物质加速下降.假设圆盘与轴间的摩擦力矩
问题描述:
一半径为R的圆盘可绕通过圆盘中心、且与盘面垂直的水平轴转动,圆盘的转动惯量为I,盘上绕有一根不可伸长的轻绳,绳与圆盘间无相对滑动.当绳端系一质量为m的物体时,物体匀速下降.若在绳端改系一质量为M的物体,物质加速下降.假设圆盘与轴间的摩擦力矩为恒量,并不计空气阻力.
\x05求:(1)圆盘与轴间的摩擦力矩;
\x05(2)质量为M的物体的加速度.
答
(1)以圆盘为研究对象,设摩擦力矩为Mf,
绳子拉力对O点的矩:M1=mgR,
当物体匀速下降时,圆盘匀速转动,所受合力矩为零:
M1-Mf=0,
Mf=mgR.
(2)
质量为M的物体的加速度为a,绳子张力为T.
以物体研究:
Mg-T=Ma ①
以圆盘研究:
角加速度a1=a/R
TR-Mf=I a1=I a/R ②
①、②联立解得:a=(M-m)gR^2/(I+MR^2)TR-Mf对吗?TR和Mf应该都是顺时针吧Mf逆时针。Mf的大小=mgR,方向与mgR相反,为逆时针。TR也是逆时针吧``拉力T不是把重物向上拉吗?以物体研究时,T向上;以圆盘研究,T向下,TR顺时针。红点处受到的力怎么分析