動力學問題請協助解題

2009-07-06 7:03 am
質量為1kg之物體由一細索控制,於垂直面上運動,若此物體維持圓周運動,且此細索之張力不能超過90N,則其運動速度必有一定範圍,試求此物體在最低位置時,其速度之最大值及最小值?

請提供詳細計算及說明,感謝。
更新1:

細索長度2m可幫忙寫詳細計算嗎?

回答 (2)

2009-07-06 4:54 pm
✔ 最佳答案
設L為細索的長度,T為細索的張力

u及v為物體在最高位置及最低位置時的速度


根據能量守恆定律

地勢能增加 = 動能減少

1/2 mv2 - 1/2 mu2 = mg(2L)

v2 - u2 = 4gL ... (1)

**************************************

若要在最低點時速度為最小值,則在最高點時T剛好為0

所以,在最高點,mg + T = mu2 / L

u2 = gL

代入式(1),v2 = 5gL,v = sqrt(5gL) = sqrt(50L) (取g = 10)

這是物體在最低位置時速度的最小值。

***************************************

若在最低位置時速度為最大值,則在最低點時T剛好為90 N

所以,T - mg = mv2 / L

90 - (1)g = (1)v2 / L

v = sqrt[L(90 - g)] = sqrt(80L) (取g = 10)

這是物體在最低位置速度的最大值。

2009-07-07 13:09:05 補充:
代入L = 2便可求出答案了。

2009-07-07 13:24:53 補充:
即速度最小值為sqrt100 = 10 m/s
最大值為sqrt160 = 12.65 m/s

2009-07-07 13:25:22 補充:
即速度最小值為sqrt100 = 10 m/s
最大值為sqrt160 = 12.65 m/s
參考: Physics king
2009-07-06 8:32 am
需要的知道繩索的長度。


收錄日期: 2021-04-19 14:53:13
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090705000010KK10575

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