问题
计算题
如图所示,细绳的一端系着质量为M=0.6kg的物体静止在水平面上,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,M 的中点与圆孔距离为0.2m,并知M 和水平面的最大静摩擦力为2N,现使此平面绕中心轴转动.问角速度在什么范围内m会处于静止状态?(取g=10 m/s2 )
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答案
解:设物体M 和水平面保持相对静止,当ω取最小值时,物体M 有向着圆心O运动的趋势,故水平面转动时,物体M所受的摩擦力方向背向圆心,且等于最大静摩擦力Fm=2N,对于M:FT-Fm=Mrω12则
当ω具有最大值时,物体M有离开圆心O的趋势,水平面对物体M摩擦力的方向指向圆心,
Fm=2 N,
对M有FT+Fm=Mrω22
则
故ω的取值范围是2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s.