光滑的水平桌面上放置一半径为R的固定圆环,物体紧贴环的内侧做圆周运动,其摩擦光滑的水平桌面上放置一半径为R的固定圆环,物体紧贴环的内侧做圆周运动,其摩擦因数为U,开始时物体的速率为v0,求:(1)t时刻物体的速率;(2)当物体速率从v0减少到0.5v0时,物体经历的时间和路程。
问题描述:
光滑的水平桌面上放置一半径为R的固定圆环,物体紧贴环的内侧做圆周运动,其摩擦
光滑的水平桌面上放置一半径为R的固定圆环,物体紧贴环的内侧做圆周运动,其摩擦因数为U,开始时物体的速率为v0,求:(1)t时刻物体的速率;(2)当物体速率从v0减少到0.5v0时,物体经历的时间和路程。
答
此物体做变加速运动(速率减小,摩擦力减小,加速度也减小),不好做吧!
答
对物体分析,沿半径方向:
Fn=ma1=mv²/R(a1为向心加速度)
沿半径相切方向:
Ff=ma2=-m(dv/dt)(a2为切向加速度)
由Fn和Ff关系,得:
Ff=μFn
得:μmv²/R=-m(dv/dt)
即:μ/Rdt=-(1/v²)dv
对等式两边积分得:
(μ/R)∫(0→t)dt=-∫(v0→v)v²dv
即:μt/R=1/v-1/v0
解得:v=Rv0/(R+μv0t)
v=Rv0/(R+μv0t)
v=v0/2带入上式,得:
t=R/(μv0)
对速度v求积分,得:
s=∫(0→t)vdv=∫(0→R/(μv0))Rv0/(R+μv0t)dt=(R/μ)ln2
答
水平桌面光滑,摩擦力为零.
向心力F=mω2R (此处2为2次方)
摩擦力f=μF=μmω2R (此处2为2次方)
但愿我没有做错,很多年没有接触到物理了,公式都是特意去找的,好亲切的说!