题目内容
【题目】两根长度均为L的刚性轻杆,一端通过质量为m的球形铰链连接,另一端分别连接质量为m和2m的小球。如图所示,将此装置合拢,铰链在上、竖直放在水平桌面上,然后轻轻扰动一下,使两球左右滑动,但两杆始终保持在竖直平面内。忽略一切摩擦,试求:
(1)铰链碰到桌面前一瞬间的速度;
(2)两杆夹角90°时,右球的速度;
(3)两杆夹角90°时,右球的位移。
【答案】(1) ,竖直向下 (2) (3)
【解析】
设三物的绝对速度、杆的一般方位角如图乙所示。
,即, ①
,即
。 ②
约束方程(杆不可伸长):
, ③
。 ④
解①②③④可得
,,,。
(1)将代入可得:,,即铰链碰到桌面前一瞬间的速度大小为,方向竖直向下。
(2)两杆夹角90°时,,代入后得,
则右球的速度
。
(3)根据系统质心无水平位移可知:
,
解得右球的位移为。
练习册系列答案
相关题目