在內壁光滑的平底試管內放一個質量為1克的小球,試管的開口端加蓋并與水平軸O連接,試管底與O軸相距5厘米,試管在轉軸帶動下沿豎直平面做勻速圓周運動,求:(1)轉軸的角速度達到多大時,試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍?(2)轉軸的角速度滿足什么條件時,會出現小球與試管底脫離接觸的情況?(g取10)
熱心網友
(1)在最高點時;FN為最小值:列方程:FN小+mg=mw2R (1)在最低點時;FN為最大值:列方程:FN大-mg=mw2R (2)FN大=3FN小 (3)聯立(1)、(2)、(3)解得w=√2g/R=10√2rad/s(2)當試管轉到最高點時;小球的向心力小于重力時;小球將脫離試管。所以:mg=mw2R 解得w=√g/R =10 rad/s即當小球的角速度w〈10rad/s時,小球將脫離試管。