Question

風洞實驗室中可以產生水平方向的、大小可調節的風力，現將一套有小球的細直桿放入風洞實驗室，小球孔徑略大于細桿直徑.如圖1所示.
（1）當桿在水平方向上固定時，調節風力的大小，使小球在桿上做勻速運動，這時小球所受的風力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的滑動摩擦因數.
（2）保持小球所受風力不變，使桿與水平方向間夾角為37°并固定，則小球從靜止出發在細桿上滑下距離x所需時間為多少？

Answer 1

（1）設小球質量為m，所受的風力為F，因小球在桿上做勻速運動有
F=μmg，解得  μ=F/mg=0.5
（2）設桿對小球的支持力為F_N，摩擦力為F_μ，受力如圖2所示，沿桿方向
-Fμ=ma
垂直于桿方向
F_N+=0
又                 F_μ=μF_N
聯立解得
                    a=g
而                 x=at²/2
所以              t=

【試題分析】