始终记着:一找圆心,而找半径,三找圆心角。还有综合数学数学只是分析这个圆,求比例。
第一问:
当水的重力充当向心力时,速率最小,即
mg=m乘以r分之v平方
所以可得v=根号下20
第二 问:
F+mg=m乘以r分之v平方
F=负数,
所以此时水对桶无压力
(希望计算没错)
(1)设最后稳定转动后,绳子与竖直方向夹角是θ,则 sinθ=(D-d )/ L=(10-4)/ 10=0.6
θ=37度
此时重力与绳子拉力的合力是水平的,提供为向心力。
F向=mg*tanθ=m*ω^2*D
所求的角速度是 ω=根号(g*tanθ / D)=根号(10*0.75 / 10)=(根号3)/ 2=0.866弧度 / 秒
(2)从静止开始到稳定状态,人的位置升高的高度是 h=L(1-cosθ)=10*(1-0.8)=2米
由动能定理得 W绳-mgh=m*V^2 / 2
而 V=ω*D
所以绳子对人做功是 W绳=mgh+m*V^2 / 2=mgh+m*(ω*D)^2 / 2
W绳=60*10*2+60*(0.866*10)^2 / 2=3450焦耳
(3)手机是做平抛运动,设它在水平方向运动距离为S就到地面,则
S=V*T
H=g*T^2 / 2
得 S=V*根号(2H / g)=ω*D*根号(2H / g)=0.866*10*根号(2*5 / 10)=8.66米
在地面这个水平面上,原来运动的圆半径(手机刚抛出时)与S构成直角三角形的两条直角边,
所以管理员要沿这个直角三角形的斜边跑,至少要跑的距离等于斜边长度。
即 至少跑的距离是 X=根号(D^2+S^2)=根号(10^2+8.66^2)=13.2米