一质量为m长为l的柔软绳,自由悬垂,下端恰与一台秤秤盘接触,某时刻放开柔软绳上端,求台秤的最大读数
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解决时间 2021-03-03 07:39
- 提问者网友:爱了却不能说
- 2021-03-02 15:27
一质量为m长为l的柔软绳,自由悬垂,下端恰与一台秤秤盘接触,某时刻放开柔软绳上端,求台秤的最大读数
最佳答案
- 五星知识达人网友:枭雄戏美人
- 2021-03-02 16:56
这个里面需要用到微积分的思想
按照常理我们明白,在绳子尾巴下落的时候,读数最大。证明并求解如下
记绳子下落的t时刻,在台秤上的绳子长度为L1.在空中的绳子长度为L2=(L-L1),与台秤接触的速度V1=根号下(2*L1/g) 此时 让台秤显示读数的力有两个,一个是已有绳子的重量F1,另外就是剩余绳子给予的冲量F2。很明显F1=(L1/L)*m*g,求另外一个力 因为 F2*Δt=Δm*V1
这里要注意的是 因为 Δm=m*ΔL/L 所以 Δm/Δt=(ΔL/Δt)*m/L =V1*m*L 所以 F2=V1的平方*m*L 转换下为 F2= (gt1)的平方*m*L
所合力F= F1+F2=~~~转换为 t或者L的函数,这个是单调递增的,所以在 在绳子尾巴下落的时候,读数最大, 显示最大是3mg~~
按照常理我们明白,在绳子尾巴下落的时候,读数最大。证明并求解如下
记绳子下落的t时刻,在台秤上的绳子长度为L1.在空中的绳子长度为L2=(L-L1),与台秤接触的速度V1=根号下(2*L1/g) 此时 让台秤显示读数的力有两个,一个是已有绳子的重量F1,另外就是剩余绳子给予的冲量F2。很明显F1=(L1/L)*m*g,求另外一个力 因为 F2*Δt=Δm*V1
这里要注意的是 因为 Δm=m*ΔL/L 所以 Δm/Δt=(ΔL/Δt)*m/L =V1*m*L 所以 F2=V1的平方*m*L 转换下为 F2= (gt1)的平方*m*L
所合力F= F1+F2=~~~转换为 t或者L的函数,这个是单调递增的,所以在 在绳子尾巴下落的时候,读数最大, 显示最大是3mg~~
全部回答
- 1楼网友:神的生死簿
- 2021-03-02 17:20
如图所示
设t时刻落到秤盘的绳长为x,此时绳速
v=
2gx
在t→t+△t时间内,又有△m=ρ△x的绳落到秤盘上(设软绳单位长度质量为ρ)
由动量定理得:
-f△t=-△mv=-ρ△xv
(忽略微元段绳本身的重力冲量)
即f=ρv
△x
△t =ρv2=ρ2gx
故n=f+ρgx=3ρgx
所以当x=l时秤盘的最大读数为3mg,即秤盘的最大读数出现在绳将要全部掉到秤盘上时.
答:台秤的最大示数为3mg.
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