Question

高一物理题不会,请大家详细解释一下,我的物理基础不好

如果高速转动飞轮的重心不在转轴上,运行将不稳定,而且轴受到很大的作用力,加速磨损.如图所示,图中飞轮半径r=20cm,OO`为转动轴.正常工作转动时转动轴受到的水平作用力可以认为是零.假想在飞轮的边缘固定一个质量m=0.01kg的小螺丝钉P,当飞轮转速n=1000r/s时,转动轴OO'受到多大的力？
我的疑问就是虽然转动轴OO'位于圆心，它也受到指向圆心的向心力吗？
请大家告诉我思路，并解释我的疑问，谢谢！！

Answer 1

此题貌似是一个坑人题.
分析：小螺丝钉固定，静止状态下重力与转盘上下表面的合弹力平衡；转动时，小螺丝钉受的合外力提供向心力.而此时重力弹力均在向心方向上无分力，能提供向心力的只有螺丝钉所受的静摩擦力，而这个静摩擦力正是转动轴所受的力，所以此题实际问的是小螺丝钉所受的向心力.转轴很细的情况下转轴本身是不受向心力的，此题中所受的力是小螺丝钉转动的向心力，即静摩擦力.

解：小螺丝钉转动时的向心加速度a=ω^2r=(2πn)^2r=(1000*2π)^2*0.2m/s^2=800000π^2m/s^2，
所以静摩擦力f=F心=ma=0.01*800000π^2N=8000π^2N=78956.84N.
即转轴受到约78956.84N的力.

Answer 2

首先解决这道题：详解如下：F=mW^2R=0.01*0.2*1000^2=2000N
至于你的问题，我不得承认你钻牛角尖了。这种题里是不用考虑转轴的，实在要考虑的话，只能说它不受向心力。