Question

如圖所示，一長度L=0.5m、質量可以忽略的桿，其下端固定于O點，上端連接著一個質量m=2 kg的小球A，桿可以繞O點無摩擦轉動，即A球繞O點做圓周運動；現使A球在豎直平面內做圓周運動，當小球A通過最高點時，試求在下列兩種情況下桿對球的作用力大小。（g取10m/s²）
（1）當小球A的速率v₁=1m/s時；
（2）當小球A的速率v₂=4m/s時。

Answer 1

解：（1）當小球A過最高點的速率v₁=1m/s時，設此時桿對小球的作用力表現為向上的支持力F_N
由題意得知：
解得：
由于計算結果與假設一致，因此，桿對小球表現為支持力，大小為16N
（2）當小球A過最高點的速率v₁=4m/s時，設此時桿對小球的作用力表現為向下的壓力F_N
由題意得：
解得：
由于計算結果與假設一致，因此，桿對小球表現為壓力，大小為44N