Question

長L＝0.5 m的輕桿，其一端連接著一個物體A，A的質量m＝2 kg。現讓A在豎直平面內繞O點做勻速圓周運動，如圖所示。在A通過最高點時，求下列兩種情況下A對桿的作用力。(g＝10 m/s²)：

(1)A的速率為1 m/s；

(2)A的速率為4 m/s

 

Answer 1

（1）A對桿的作用力為壓力16 N    （2）A對桿的作用力為拉力44 N

解析:以A為研究對象，設其受到桿的拉力為F，則有

mg＋F＝m .

(1)代入數據v＝1 m/s，可得

F＝m(－g)＝2×(－10)N＝－16 N，

即A受到桿的支持力為16 N．根據牛頓第三定律可得A對桿的作用力為壓力16 N.

(2)代入數據v＝4 m/s，可得

F＝m(－g)＝2×(－10)N＝44 N，

即A受到桿的拉力為44 N．根據牛頓第三定律可得A對桿的作用力為拉力44 N.