题目内容
如图所示,细绳一端系着质量为M=0.6 kg的物体,静止在水平面上,另一端通过光滑小孔O吊着质量m= 0.3 kg的物体,M的中点与圆孔距离为0.2 m,已知M和水平面的最大静摩擦力为2 N.现使此平面绕中心轴转动,问角速度ω在什么范围内m处于静止状态?(取g= 10 m/s2)
解:设物体M和水平面保持相对静止,当ω具有最小值时,M有着向着圆心O运动的趋势,故水平面对M的摩擦力方向背向圆心,且等于最大静摩擦力Fm=2 N.
对于M有FT-Fm=Mrω12
则
当ω具有最大值时,M有离开圆心O的趋势,水平面对M 摩擦力的方向指向圆心,Fm=2 N.对M有FT+ Fm=Mrω22。则
=6.5 rad/s.
故ω的范围为2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s.
对于M有FT-Fm=Mrω12
则
当ω具有最大值时,M有离开圆心O的趋势,水平面对M 摩擦力的方向指向圆心,Fm=2 N.对M有FT+ Fm=Mrω22。则
=6.5 rad/s.
故ω的范围为2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s.
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