Question

如圖5-6-9，輕桿OA長ｌ="0.5 " m，在A端固定一小球，小球質量m="0.5" kg.以O點為軸使小球在豎直平面內做圓周運動，當小球到達最高點時，速度大小為v="0.4" m/s.求在此位置時桿對小球的作用力.(g取10 m/s²)

圖5-6-9

Answer 1

4.84 N

方法一：先判斷小球在最高位置時，桿對小球有無作用力，若有作用力，判斷作用力方向如何.
小球所需向心力
F_向=mv²/ｌ=0.5×(0.4)²/0.5  N="0.16" N
小球受重力mg="0.5×10" N="5" N
重力大于所需向心力，所以桿對小球有豎直向上的作用力F.以豎直向下為正方向，對小球有mg-F=F_向
解得：F="4.84" N.
方法二：設桿對小球有作用力F，并設它的方向豎直向下，則有mg+F=
解得：F=-mg="-4.84" N.
可見桿對小球有作用力，大小為4.84  N，方向與假設的方向相反，即豎直向上.