问题
计算题
如图所示,质量均为m的小球A 、B 套在光滑的水平直杆P上,整个直杆被固定于竖直转轴上,并保持水平,两球间用劲度系数为K、自然长度为L的轻质弹簧连接在一起,左边小球被轻质细绳拴在竖直转轴上,细绳长度也为L。现欲使横杆AB 随竖直转轴一起在竖直平面内匀速转动,其角速度为ω,求当弹簧长度稳定后,细绳的拉力和弹簧的总长度各为多大?
答案
解:设直杆匀速转动时,弹簧伸长量为x ,
分析A 、 B 两球受力:对A 球有:
FT-F=M ω2L
对B 球有: F=m ω2(2L +x)
F=Kx
解以上方程组可得:
则弹簧的总长为:
=