Question

在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力。那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢？

Answer 1

 [解析]　以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立坐标系，水平方向的合力F_合x和竖直方向的合力F_合y分别等于零，即

F_合x＝F_Tsinθ－F＝0，F_合y＝F_Tcosθ－mg＝0，

解得F＝mgtanθ。

由所得结果可知，当金属球的质量m一定时，风力F只跟偏角θ有关。

因此，由偏角θ的大小就可以反映出风力的大小。