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傲娇的蒲公英

金虫 (小有名气)

物理

[求助] 一道力学的问题 已有1人参与

一长度为l的细麦杆，可绕过中心o的固定水平轴在铅垂面内自由转动，开始麦杆静止于水平位置，一质量与麦杆相同的甲虫以速度v垂直落到麦杆0.25l处，落下瞬间两者以角速度w转动，甲虫则立即向端点处爬行，为使麦杆以均匀角速度w转动，甲虫应以多大速度爬行？

一道力学的问题


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吃饭睡觉学物理
1楼 2016-07-05 11:37:13
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
感觉这个题目应该是用质点系的角动量守恒来计算吧。先求出虫子刚接触麦秆时的共同角速度ω0,然后让虫子向端部爬行增加系统转动惯量从而减小角速度的方法来平衡掉由于虫子的重力势能带来的角速度的增加。
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8楼2016-07-06 11:02:16
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普通回帖

Spring鈥

新虫 (正式写手)
一道力学的问题-1

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2楼2016-07-05 13:16:59
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Spring鈥

新虫 (正式写手)
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2楼: Originally posted by Spring鈥 at 2016-07-05 13:16:59

A点的速度沿杆的分量应该就是虫子的爬行速度吧

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3楼2016-07-05 13:20:03
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Spring鈥

新虫 (正式写手)
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3楼: Originally posted by Spring鈥 at 2016-07-05 13:20:03
A点的速度沿杆的分量应该就是虫子的爬行速度吧
...

这个方法是错的，正确的方法应该是：甲虫对杆的垂直压力应该为零，因此虫子重力垂直杆方向的分力应该全部用来对虫子加速，
一道力学的问题-2



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4楼2016-07-05 14:01:17
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傲娇的蒲公英

金虫 (小有名气)

物理
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4楼: Originally posted by Spring鈥 at 2016-07-05 14:01:17
这个方法是错的，正确的方法应该是：甲虫对杆的垂直压力应该为零，因此虫子重力垂直杆方向的分力应该全部用来对虫子加速，

...

试问虫子如果垂直杆方向加速的话，它的角速度还能保持w么？正解应是科里奥利力时刻与重力垂直杆的分力相等

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吃饭睡觉学物理
5楼2016-07-05 17:40:37
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dgzhao

金虫 (小有名气)
同学，你是华科的？
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牛顿第一定律：不给力就不停或不动；牛顿第二定律：给力就加速；牛顿第三定律：你给我力的同时，我也给你力
6楼2016-07-05 18:31:06
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Spring鈥

新虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 傲娇的蒲公英 at 2016-07-05 17:40:37
试问虫子如果垂直杆方向加速的话，它的角速度还能保持w么？正解应是科里奥利力时刻与重力垂直杆的分力相等
...

虫子向端点爬的过程中它的转动半径是不断增加的，角速度保持不变时，随着半径的增加线速度也随之增加，

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7楼2016-07-05 18:43:57
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Spring鈥

新虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by peterflyer at 2016-07-06 11:02:16
感觉这个题目应该是用质点系的角动量守恒来计算吧。先求出虫子刚接触麦秆时的共同角速度ω0,然后让虫子向端部爬行增加系统转动惯量从而减小角速度的方法来平衡掉由于虫子的重力势能带来的角速度的增加。

有道理，
一道力学的问题-3



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9楼2016-07-06 11:38:25
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Spring鈥

新虫 (正式写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by Spring鈥 at 2016-07-06 11:38:25
有道理，

...

此处对时间求导时忽略了杆的转动惯量，因为它不随时间变化

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10楼2016-07-06 11:40:21
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