4.水平桌面上叠放着三个圆柱A、B 、C,它们的半径均为r,质量mB=mC=mA/2。先让它们保持如图7-14所示的位置,然后从静止开始释放,若不计所有接触面的摩擦,求A触及桌面时的速度。
(急,急,急,需要步骤)
4.水平桌面上叠放着三个圆柱A、B 、C,它们的半径均为r,质量mB=mC=mA/2。先让它们保持如图7-14所示的位置,然后从静止开始释放,若不计所有接触面的摩擦,求A触及桌面时的速度。
(急,急,急,需要步骤)
用AB连线与竖直线夹角作未知数,另外还需设出A、B的速度,其中A的速度竖直向下,B的速度水平向左。
现在开始找关系列方程。
方程一:A和B沿球心连线速度相等。
方程二:机械能守恒
方程三:分离条件,因为事实上,在某个时刻,A和BC就会分离,接着就自由下落。分离时,考虑与B相对静止的参考系,这是合理的,因为分离瞬间,A、B、C间无相对作用,则BC加速度都为0,所以与B相对静止的参考系也是惯性系。在该系中,A绕B做圆周运动,向心力仅由重力分量提供。列出向心力的方程。
好了,三个方程已经找到了,运动的第一部分就已经解出了,但还没有结束,再算一下A接下来做自由落体掉到地面上时的速度。
好啦,祝你好运,应该能算出来的。
我稍稍算了一下,发现竟有些数学上的困难,设θ为上面谈到的那个夹角,记x=cosθ,可以得到这样的方程,x^3+3x-根号3=0,这个方程的解为0.528222,对应的θ为58.1146。
最终的表达式是,v平方=2gRcosθ(2+(sinθ)平方)=2.8746gR,
再开方,就是啦。
希望能帮助到你