问题 问答题

如图所示,一个水平放置的圆桶绕轴匀速转动,转动角速度="2.5" rad/s,桶壁上P处有一圆孔,桶璧很薄,桶的半径R=2m。当圆孔运动到桶的上方时,在圆孔的正上方h=3.2m处有一个小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径。试通过计算判断小球是否和圆桶碰撞(不考虑空气阻力,g=10

答案

小球和圆桶不会相碰

设小球下落h所用时间为,经过圆桶所用时间为,则       ①

解得="0.8" s

    ②

解得="0.4" s

圆桶的运动周期为s="0.8" s     ③

由于=T,小球到达圆桶时,圆桶正好转一周,圆孔又回到圆桶上方,小球可以进入圆桶内,不会相碰;

又因为=T/2,小球进入圆桶后,圆桶转半周,圆孔转到圆桶正下方时,小球也正好到达圆桶的正下方,小球可以从圆桶中出来,不会相碰;

由以上分析可知,小球和圆桶不会相碰。

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