解:取小球为动点,板为动系,小球在水平面的受力如图所示(铅垂方向的力未画出)。根据质点相对运动微分方程有:
mar F Fe FC
将上式在vr上投影有 mar m因为Fe mR ,
2
t
dvr
Fecos dt
dvrdvrdRdR
, vrcos ,所以上式可写成 dtdtdRdt
dv
mvrcos r mR 2cos
dR
dv121222
整理该式可得vrr R ,将该式积分有vr R c
dR22
122
初始时R RO,vr 0,由此确定积分常数c RO,因此得到相对速度为
2
2 vr R2 RO
1-27 重为P的小环M套在弯成xy c形状的金属丝上,该金属丝绕铅垂轴x以匀角速度 转动,如图所示。试求小环M的相对平衡位置以及金属丝作用在小环上的约束力。
F y
y
x
因为金属丝为曲线,解:取小环为动点,金属丝为动系,根据题意,相对平衡位置为ar 0,所以vr 0,因此在本题中相对平衡位置就是相对静止位置。小环受力如图所示。其中
2
F,Fe,P分别为约束力、牵连惯性力和小环的重力。根据质点相对运动微分方程有:
F Fe P 0
其中:Fe
P
y 2,将上式分别在x,y轴上投影有
g