始終記著:一找圓心,而找半徑,三找圓心角。還有綜合數學數學只是分析這個圓,求比例。
第一問:
當水的重力充當向心力時,速率最小,即
mg=m乘以r分之v平方
所以可得v=根號下20
第二 問:
F+mg=m乘以r分之v平方
F=負數,
所以此時水對桶無壓力
(希望計算沒錯)
(1)設最后穩定轉動后,繩子與豎直方向夾角是θ,則 sinθ=(D-d )/ L=(10-4)/ 10=0.6
θ=37度
此時重力與繩子拉力的合力是水平的,提供為向心力。
F向=mg*tanθ=m*ω^2*D
所求的角速度是 ω=根號(g*tanθ / D)=根號(10*0.75 / 10)=(根號3)/ 2=0.866弧度 / 秒
(2)從靜止開始到穩定狀態,人的位置升高的高度是 h=L(1-cosθ)=10*(1-0.8)=2米
由動能定理得 W繩-mgh=m*V^2 / 2
而 V=ω*D
所以繩子對人做功是 W繩=mgh+m*V^2 / 2=mgh+m*(ω*D)^2 / 2
W繩=60*10*2+60*(0.866*10)^2 / 2=3450焦耳
(3)手機是做平拋運動,設它在水平方向運動距離為S就到地面,則
S=V*T
H=g*T^2 / 2
得 S=V*根號(2H / g)=ω*D*根號(2H / g)=0.866*10*根號(2*5 / 10)=8.66米
在地面這個水平面上,原來運動的圓半徑(手機剛拋出時)與S構成直角三角形的兩條直角邊,
所以管理員要沿這個直角三角形的斜邊跑,至少要跑的距離等于斜邊長度。
即 至少跑的距離是 X=根號(D^2+S^2)=根號(10^2+8.66^2)=13.2米