如图所示,均匀链条长为L,水平面光滑,L/2垂在桌面下,将链条由静止释放,则链条全部滑离桌面时速度为多少.

问题描述:

如图所示,均匀链条长为L,水平面光滑,L/2垂在桌面下,将链条由静止释放,则链条全部滑离桌面时速度为多少.

以开始时链条的最高点为零势能面,则
开始时:链条的动能为EK=0,重力势能为EP=-

1
2
mg
L
2
=-
1
4
mgL
链条全部下滑出时:动能为Ek′=
1
2
mv2,重力势能为Ep′=-mg
L
2

由机械能守恒可知:
   EK+EP=EK′+EP
-
1
4
mgL=-mg
L
2
+
1
2
mv2

解得:v=
2gL
2

答:链条全部滑离桌面时速度为
2gL
2