Question

长l=0.5m、质量可忽略地杆，其下端固定于O点，上端连有质量m=2kg的小球

它绕O点在竖直平面内做圆周运动，当通过最高点时间时，求下列情况下，杆受到的力（g=10m/s^2）
(1)当v1=1m/s时，杆受到的力为多少牛？是什么力？
(2)当v2=4m/s时，杆受到的力为多少牛？是什么力？
要详细步骤

Answer 1

设杆对球的力为向下的F（若求得F为负，表示F向上），
小球过最高点时，据向心力公式有F+mg=mv^2/l，
所以F=mv^2/l-mg.............(1)，
当v1=1m/s时，据(1)式得F=-16N，
可见，杆对球的力F应该是向上的16N，
据牛顿第三定律，杆受到的力为16牛，是向下的压力；
当v2=4m/s时，据(1)式得F=+44N，
可见，杆对球的力F应该是向下的44N，
据牛顿第三定律，杆受到的力为44牛，是向上的拉力。