问题
计算题
如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求:
(1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度。
答案
解:设某时刻MN和速度分别为v1、v2
(1)MN和动量守恒:mv1-2mv2=0,求出:
①
(2)当MN和的加速度为零时,速度最大
对受力平衡:
②,
③,
④
由①-④得:、