第一题:
一个半径为12厘米,质量为8千克的均匀的固体圆筒在水平拉力下滚动(没有滑动),拉力大小为24N,求质心的加速度是多少?
答:均匀固体圆筒绕垂直圆盘的质心轴的转动惯量为mr^2/2,绕垂直圆盘的圆周上一点的转动惯量为3mr^2/2。现瞬时转动轴为固体圆筒与地面接触点,转动方程为:
F*2r=(3mr^2/2)*ββ=4F/(3mr)质心的加速度ac=βr=4F/(3m)=4*24/(3*8)=4m/s^2
第二题:
如图:半径为R的圆盘以匀角速度ω沿水平面滚动而无滑动,在图示位置时,A点的加速度为多少?
答:aA=圆心对地面的加速度+A点对圆心的加速=0+Rω^2=Rω^2。
这俩道题都是求加速度,请问为什么第一道题可以以地面接触点为瞬心列方程,而第二道题就不能呢?如果第二道也以地面为瞬心求加速度就得到:以地面那点为瞬心,vA=2Rω,然后把整个圆盘看成围绕地面做圆周运动,得出整个圆盘围绕地面做圆周运动的角速度等于ω,得到aA=2Rω^2(是错的)
为什么第一道题可以用瞬心法,第二道题就不能呢?
我认为:第一道题应该改成:
F*r=(mr^2/2)*β
β=2F/mr
质心的加速度ac=βr=2F/m=2*24/8=6m/s^2
请问第一个为什么用的是速度顺心?他求的是加速度啊!!!
第二个为什么用的是加速度瞬心?
真心求解,拜托你了。
第一个你用的是动量矩定理啊,直接求加速度是求不到的,不知道摩擦力,所以是通过摩擦力对与地面接触点的动量矩为0而跳过了求摩擦力这一步(所以矩心得用接触点),得出角加速度,间接得出质心加速度。
第二个接触点加速度本就不为0,(法向不为0)你要用接触点也行,得先求出接触点的加速度,再用加上A点相对于接触点的加速度得出,地面的法向加速度-Rω^2(向上)。
应该是 -Rω^2(向上)+2Rω^2(向下)=Rω^2