问题
计算题
一根长为L、质量不计的硬杆OA,杆的中点C及A端各固定一个质量均为m的小球,杆、球系统可在竖直平面内绕O端的水平轴转动,如图所示。若开始时杆处于水平位置,并由静止释放,当该系统在转动过程中通过竖直位置时,A端小球的速度vA为多大?中点小球的机械能比在水平位置时减少了多少?
答案
解:在转动过程中,A、C两球的角速度相同,设A球的速度为vA,C球的速度为vC,则有vA=2vC ①
以A、C和杆组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律,并选最低点为零势能参考平面,则有
E1=mgL+mgL=2mgL
E1=E2,即 ②
①②两式结合可以求出
小球C的机械能减少量为