Question

一根勁度系數為k=100N/m的輕彈簧原長0.1m，一端固定一個質量為0.6Kg的小球，另一端固定在桌面上的O點，使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動，設彈簧的形變總是在彈性限度內，則當小球的角速度為10rad/s時，彈簧對小球的拉力為______N．

Answer 1

設轉動時彈簧的長度為L，則彈簧形變量為：x=L-0.1，由胡克定律得：
F=kx①
球做勻速圓周運動時需要的向心力由彈簧的彈力提供，
F=mrw²②
由①②代入數據得：
100（L-0.1）=0.6×L×10²
解得：L=0.25m
所以彈力：F=kx=100×0.15=15N
由牛頓第三定律：
小球對彈簧的拉力為15N
答：彈簧對小球的拉力為15N．