Question

【題目】風洞實驗室中可以產生水平方向、速度大小可以調節的風，用來研究處在流動氣體中的物體的受力情況。一種測定風作用力的儀器原理如圖所示，細長的輕質金屬絲一端固定于懸點O，另一端懸掛著一個重力為G的金屬球。無風時，金屬絲自然下垂；風沿水平方向吹來時，金屬絲偏離豎直方向的角度為求

風力F的大小和金屬絲拉力T的大小；

已知風力與風速的大小關系為，其中，金屬球的重力為，當偏角時，求此時風速的大小。

Answer 1

【答案】，；。

【解析】

對小球受力分析，然后根據共點力平衡條件運用合成法，由幾何關系求解出分力。由風力與風速的大小關系為結合求得的風力可求得風速。

對小球受力分析，受到重力、拉力和風力，將拉力和風力合成，合力與重力平衡，如圖所示：

由幾何關系，得到：

金屬絲所受到的拉力：
由上述關系和已知條件可得：
又
代入數據解得：