题目
1.
Figure 1 shows a small smooth ring threaded onto a light inextensible string. One end of the string is attached to a fixed point on a horizontal ceiling and the other end of the string is attached to a fixed point on the ceiling.
A horizontal force of magnitude acts on the ring so that the ring rests in equilibrium at a point , vertically below , with the string taut.
The line of action of the horizontal force and the string both lie in the same vertical plane.
The angle that the string makes with the ceiling at is , where
The tension in the string is newtons. The mass of the ring is .
(a) Find the value of
(b) Find the value of
题目中文翻译
图 1 显示了一个套在轻质不可伸长细绳上的光滑小环。细绳的一端连接在水平天花板上的固定点 处,另一端连接在天花板上的固定点 处。
一个大小为 的水平力作用在小环上,使小环在 正下方的点 处保持静止平衡,且绳绷紧。
水平力的作用线和细绳都位于同一个竖直平面内。
细绳在 处与天花板所成的角为 ,其中 。
细绳中的张力为 牛顿。小环的质量为 。
(a) 求 的值。
(b) 求 的值。
解答
(a)
解法一
思路
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小环光滑且绳轻,两段绳张力相同。水平方向只有斜绳张力分量与 2 N 外力,利用三四五直角三角形求余弦。
答题过程
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The smooth ring and light string give the same tension in both sections. Since ,
Horizontal equilibrium gives
(b)
解法一
思路
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竖直向上的力有两项:竖直绳张力及斜绳张力的竖直分量,它们共同平衡小环重力。
答题过程
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Resolving vertically,
Substituting ,
Therefore