问题
计算题
如图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来.轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量。
答案
解:FTsinθ=ma
FTcosθ+F=mg
F=kx
联立解得x=m(g-acotθ)/k
讨论:
(1)若a<gtanθ,则弹簧伸长x=m(g-acotθ)/k;
(2)若a=gtanθ,则弹簧伸长x=0;
(3)若a>gtanθ,则弹簧压缩x=m(acotθ-g)/k