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想請問這題
如果題目改成「小鐵塊有在圓盤上滑動」
那摩擦力的方向指向哪裡
請說明原因,謝謝🙏
(設圓盤轉動前小鐵塊的初速度=0)

2.質量50g的小鐵塊放在半徑30cm的圓盤上,與固定的中 心軸○相距20cm,並在水平面上隨著圓盤繞著中心軸○ 做等角速率w=4rad/s轉動(小鐵塊未在圓盤上滑動)。當小 鐵塊恰轉到轉軸的東方時,如右圖所示,圓盤對小鐵塊 作用的摩擦力為 N,方向向
圓周運動

Answers

✨ Jawaban Terbaik ✨

假設有滑動

如果鐵塊作等速率圓周運動
半徑為定值
那麼可以先排除向外滑動或向內滑動

此時考慮鐵塊相對於圓盤向前或向後滑動
也就是兩者的角速率不同

如果是向前滑動,此時摩擦力向後
沒有向心力,不符合條件
而且會出現兩種結局:向前飛出,或者停下來作圓周運動

如果向後滑動,此時摩擦力向前
沒有向心力,不符合條件
結局一樣是兩種:飛出去或停下來

如果鐵塊不作等速率圓周運動,但維持等角速率
那麼半徑不為定值
此時考慮向外滑動和向內滑動
但不排除同時出現向前或向後滑動

如果向內滑動
則動摩擦力向外,鐵塊沒有向心力
而結局是停下或飛出,取決於最大靜摩擦力

如果是向外滑動
則動摩擦力向內
如果動摩擦力夠大,鐵塊就可以停下,作等速率圓周運動
否則,鐵塊會向外飛出

整合所有情況
如果有滑動,都算是不穩定的情況
要麼鐵塊會飛出去,不然就會停下來變回原本的情況

雙木林

感謝您的回答
但在首段「作等速率圓周運動」的部分
我有個問題想請教:
如果速率與半徑為定值,根據V=Rw公式,角速率w應為定值而非不同,且參照我畫的圖,如果向前滑動,每個時刻半徑都會不同
因此,愚才有個想法,是不是V,R,w皆不同的情況下,才有可能向前或向後滑動;而只有w定值的情況下,有可能向外或向內滑動
謝謝🙏

qn

我們可以這樣分析:

1. 如果鐵塊是前後滑動
因為缺少向心力,所以 R 會逐漸增加
同時因為動摩擦力會導致 V 減少
可知 ω 必然減少
所以你的想法是正確的

2. 如果鐵塊向內外滑動
因為 R 的變化
以圓盤的參考系來看,鐵塊會產生科氏力
使得 ω 產生變化
同時出現向前或向後滑動

雙木林

我理解了
十分感謝🙏🙏

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