Question

如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩個小球A、B套在光滑水平直桿P上，整個直桿被固定于豎直轉(zhuǎn)軸上，并保持水平，兩球間用勁度系數(shù)為K，自然長度為L的輕質(zhì)彈簧連接在一起，左邊小球被輕質(zhì)細(xì)繩拴在豎直轉(zhuǎn)軸上，細(xì)繩長度也為L，現(xiàn)欲使橫桿P隨豎直轉(zhuǎn)軸一起在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，其角速度為ω，求當(dāng)彈簧長度穩(wěn)定后，細(xì)繩的拉力和彈簧的總長度各為多少？

Answer 1

設(shè)直桿勻速轉(zhuǎn)動時，彈簧伸長量為x，
對A球有：F_T-F=Mω²L
對B球有：F=mω²（2L+x）
F=Kx
解以上方程組可得：FT=Mω2L+

2mω2KL

K-mω2

x=

2mω2L

K-mω2

則彈簧的總長為：L′=L+

2mω2L

K-mω2

=

K+mω2

K-mω2

L
答：當(dāng)彈簧長度穩(wěn)定后，細(xì)繩的拉力為FT=Mω2L+

2mω2KL

K-mω2

，彈簧的總長度為

K+mω2

K-mω2

L．