问题 填空题

在质量为M的电动机飞轮上固定着一个质量为m的重物,它到转轴的距离为r,为使电动机不从地面跳起,则电动机的飞轮角速度不得超过______,若以上述角速度匀速转动,它对地面的最大压力为______.

答案

设电动机恰好不从地面跳起时飞轮角速度是ω.此时电动机对重物的作用力F=Mg.以重物为研究对象,根据牛顿第二定律得

    mg+F=mω2r

得到ω=

(M+m)g
mr

若以上述角速度匀速转动,重物转到最低点时,则有

 F′-mg=mω2r,得到F′=mg+mω2r=mg+(M+m)g=(M+2m)g

根据牛顿第三定律得,重物对电动机压力大小为则对地面的最大压力为Mg+(M+2m)g=2(M+m)g.

故答案为:

(M+m)g
mr
,2(M+m)g.

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