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角冲量和动量原理:解决问题
14.11
一个质量已知的重球连接在一根长度已知、质量可忽略的杆上。该系统受到特定扭矩的作用。已知扭矩表达式和初始速度,求当t等于2秒时小球的速度。
首先绘制系统的受力分析图,并通过回忆角冲量与角动量原理来进行求解。
该原理指出,质点的初始角动量加上在特定时间段内施加于该质点的所有角冲量之和,等于质点的最终角动量。
初始动量和最终动量分别通过小球的质量、力臂以及初始速度和最终速度的乘积来计算。
尽管角冲量是力矩对时间的积分,但该积分可通过代入积分限求解。
将已知量代入初始和最终动量方程并进行重新整理后,即可计算出小球的速度。
思考一个质量为m的球连接在一个已知长度的无质量杆上,并同时承受与时间相关的扭矩。如果质量的初始速度已知,则可以利用角冲量和动量定理来确定质量在时间t内的最终速度。
首先,绘制系统的受力分析图来说明作用在系统上的所有力,从而为相应起作用的动力学来为其提供重要理解。然后,将角冲量和动量原理应用到系统中。…