长L=0.5m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=2kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动,如图所示.在A通过最高点时,求下列两种情况下A对杆的作用力.(g=10m/s2): (1)A的速率

问题描述:

长L=0.5m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=2kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动,如图所示.在A通过最高点时,求下列两种情况下A对杆的作用力.(g=10m/s2):

(1)A的速率为1m/s;
(2)A的速率为4m/s.

以A为研究对象,设其受到杆的拉力为F,则有
mg+F=m

v2
L

(1)代入数据v=1 m/s,可得
F=m(
v2
L
-g)=2×(
12
0.5
-10)N=-16 N,
即A受到杆的支持力为16 N.根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为压力16 N.
(2)代入数据v=4 m/s,可得
F=m(
v2
L
-g)=2×(
42
0.5
-10)N=44 N,
即A受到杆的拉力为44 N.根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为拉力44 N.
答:(1)A的速率为1m/s,A对杆的作用力为压力16 N.
(2)A的速率为4m/s,A对杆的作用力为拉力44 N.