题目内容
(8分)某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器,工作原理如图所示,将相距为L的两根固定支柱A、B(图中小圆框表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置,在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳,使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量
,这时仪器测得绳对支柱C竖直向下的作用力为F。
(1)试用L、
、F表示这时绳中的张力T;
(2)如果偏移量
,作用力F=400N,L=250
,计算绳中张力的大小。
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解析:
(1)设c′点受两边绳的张力为T1和T2,
的夹角为θ,如图所示。依对称性有:T1=T2=T
由力的合成有: F=2Tsinθ
根据几何关系有 sinθ=
联立上述二式解得 T=
,因d<<L,故
(2)将d=10mm,F=400N,L=250mm
代入
,解得 T=2.5×103N , 即绳中的张力为2.5×103N
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