刚体定轴转动问题10m高的烟囱因底部损坏而倒下,求其上端到达地面时的线速度.设倾倒时底部未移动,可近似认为烟囱为细均质杆.下图是我的解法:这个题,标准答案是用刚体定轴转动的动能

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/29 23:45:54
刚体定轴转动问题10m高的烟囱因底部损坏而倒下,求其上端到达地面时的线速度.设倾倒时底部未移动,可近似认为烟囱为细均质杆.下图是我的解法:这个题,标准答案是用刚体定轴转动的动能

刚体定轴转动问题10m高的烟囱因底部损坏而倒下,求其上端到达地面时的线速度.设倾倒时底部未移动,可近似认为烟囱为细均质杆.下图是我的解法:这个题,标准答案是用刚体定轴转动的动能
刚体定轴转动问题
10m高的烟囱因底部损坏而倒下,求其上端到达地面时的线速度.设倾倒时底部未移动,可近似认为烟囱为细均质杆.
下图是我的解法:

这个题,标准答案是用刚体定轴转动的动能定理解的,我是用刚体定轴转动的角动量定理解的,但是亮点在下面.我突发奇想的考虑了下刚体质心运动定理,即向心加速度由重力的分量提供,然后解了下角速度表达式,又带入到上面的角动量表达式去,结果就错了.我个人感觉是带入角速度时出的错,质心运动定理应该没错,但是找不出合适的理由来证明我的猜测.感激不尽啊
 
 

刚体定轴转动问题10m高的烟囱因底部损坏而倒下,求其上端到达地面时的线速度.设倾倒时底部未移动,可近似认为烟囱为细均质杆.下图是我的解法:这个题,标准答案是用刚体定轴转动的动能
用刚体的功能关系没问题,因为有一个关键的地方,就是烟筒和地面之间的作用力不做功.
用刚体的转动定律也没问题, 因为烟筒围绕着底部转动,烟筒和地面之间的作用力产生的力矩为零.
用质心运动定理,首先要受力分析.烟筒受到地面的支持力N,重力G ,那么方程应该是 G-N=ma(矢量式),地面对烟筒的支持力无法知道,所以不能用质心运动定理来求解.
你的错误在于没有考虑地面对烟筒的支持力,

刚体是一个匀质的细杆,不能只是研究质心,如果要用的话,对质心列出牛顿第二定律,其次还有一个动量矩定理,才对 ,这个时候你必须把短点处的力也要加上分析,这个时候才对