题目内容
如图4-7所示,两根轻绳同系一个质量m=0.1kg的小球,两绳的另一端分别固定在轴上的A、B两处,上面绳AC长L=2m,当两绳都拉直时,与轴的夹角分别为30°和45°,求当小球随轴一起在水平面内做匀速圆周运动角速度为ω=4rad/s时,上下两轻绳拉力各为多少?
①
②
代入数据得:
,
要使BC绳有拉力,应有ω>ω1,当AC绳恰被拉直,但其拉力T1恰为零,设此时角速度为ω2,BC绳拉力为T2,则有
③
T2sin45°=m
LACsin30°④
代入数据得:ω2=3.16rad/s。要使AC绳有拉力,必须ω<ω2,依题意ω=4rad/s>ω2,故AC绳已无拉力,AC绳是松驰状态,BC绳与杆的夹角θ>45°,对小球有:![]()
T2cosθ=m ω2LBCsin θ ⑤
而LACsin30°=LBCsin45° LBC=
m ⑥
由⑤、⑥可解得
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