首页 百科知识 转动定律应用举例

转动定律应用举例

时间:2023-12-07 百科知识 版权反馈
【摘要】:转动定律定量地反映了物体所受的合外力矩、转动惯量和转动角加速度之间的关系,它在转动中的地位与牛顿第二定律相当,应用转动定律解决的定轴转动问题一般也可分为两类:一类是已知力矩求转动;另一类是已知转动求力矩.在实际问题中常常两者兼有.例3.5 如图3.12所示,一轻绳跨过一轴承光滑的定滑轮,滑轮视为圆盘,绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体,且m1<m2.设滑轮的质量为M,半径为R,绳与轮之间无相对

转动定律定量地反映了物体所受的合外力矩、转动惯量和转动角加速度之间的关系,它在转动中的地位与牛顿第二定律相当,应用转动定律解决的定轴转动问题一般也可分为两类:一类是已知力矩求转动;另一类是已知转动求力矩.在实际问题中常常两者兼有.

应用转动定律求解问题的方法和步骤也与牛顿第二定律的应用相类似,下面举例来说明转动定律的应用.

例3.5 如图3.12所示,一轻绳跨过一轴承光滑的定滑轮,滑轮视为圆盘,绳的两端分别悬有质量为m1m2的物体,且m1m2.设滑轮的质量为M,半径为R,绳与轮之间无相对滑动,求物体的加速度和绳中张力.

图3.12 例3.5图

 质点动力学中,涉及有关滑轮的问题时,为简单起见,都假设滑轮的质量忽略不计.但在计及滑轮质量时,就必须考虑滑轮的转动.本例中,m1m2两物体作平动,它们的加速度a取决于每个物体所受的合力.而滑轮作转动,其角加速度α取决于作用于其上的合外力矩.

首先将三个物体隔离出来,进行图示的受力分析,其中张力T1T2的大小不能假定相等,但

对平动的物体m1m2应用牛顿第二定律,有

从以上各式即可解出

图3.13 例3.6图

例3.6 一根长为l,质量为m的均匀细直杆,可绕通过其一端且与杆垂直的光滑水平轴转动,如图3.13,将杆由水平位置静止释放,求它下摆角为θ时的角加速度和角速度.

 本例杆的下摆运动为刚体定轴转动,可用转动定律求解.对杆进行受力分析,只有重力对杆有力矩作用.而重力对杆的合力矩同全部重力集中作用于质心所产生的力矩一样.所以重力矩为

由转动定律

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈