图示均质圆轮,质量为m,半径为r,在铅垂图面内绕通过圆盘中心O的水平轴转动,角速度为,角加速度为ε, 此时将圆轮的惯性力系向O点简化,其惯性力主矢和惯性力主矢的大小分别为:
A 、
B 、
C 、
D 、
【正确答案:C】
均质圆轮定轴转动刚体质心与转轴重合,惯性力主矩。
圆盘绕其垂直中心轴的转动惯量为1/2mR^2
根据平行轴定理,图中绕O轴转动惯量为1/2mR^2+mR^2=3/2mR^2
动能为1/2*转动惯量*角速度平方,结果为3/4mR^2ω^2
设一开始为静止状态,物理下落距离为s。
初动能T1=0,末动能T2=1/2Jω²+1/2·3mv²,动能变化量等于势能变化量,因此列出式子如下。
得到v与s的关系式后,两边同时对时间t求导,就可以求解出加速度的大小。
1、可能是个力对A、B简化后,主矩为零,主失不为零,且A、B均通过该主失;不可能是力偶如果是力偶,对任何一点简化后都是力偶,这不题目条件不符;可能是平衡对A、B点简化主矩为零,主失也为零,不就平衡了吗? 2、平衡假设A、B、C三点。已知对A点主矩为零,若主失也为零,则必平衡;若主失不为零,则主失一定过A点。将该主失(此时主矩为零)再向B、C点简化,因为A、B、C三点不共线,对B点和对C点的主矩必然有一个不为零,与题目矛盾,假设不成立。故此力系为平衡力系。
3、否假设,地球绕太阳转,只公转,不自转(仅仅是假设)。此时地球上每一点都在做圆周运动,但是这不叫定轴转动,这叫平动(平行移动)。