一长为L的绝缘隰县下端系质量为m的金属小球。并带 -q的电荷量,在细线的悬点O处放一带电为 +q的电荷。要使金属球能在竖直平面内做完整的圆周运动,则它在最低点的最小速度值是多少? 若金属球在最低点刚好达到这个速度值,在整个圆周运动中,细线的最大拉力是多少??
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在最高点时受力如下: mg+T+F=mv*v/r (T为绳子的拉力,F是电荷作用力=kq*q/(r*r)是吸引力) 注:v*v表示v的平方,r*r表示r的平方,r=L 因为绳子只能提供拉力不能提供支持力,所以当T=0时, v最小的平方=[gL+kq*q/(mL)]由于电场力和绳子拉力都垂直于运动方向,所以都不做功,则运动过程中只有重力作功,则有:mg(2L)=mV*V/2-mv*v/2 (注:V表示最低点速度,v表示最高点速度)得:V最小的平方=[5gL+kq*q/(mL)]则绳子拉力在最低点时最大(速度最大)受力为:T+F-mg=mV*V/L 得:T最大=6mg