一根全长为L,粗细均匀的铁链,挂在轻小光滑的定滑轮上,左右两侧长度之比为1:3,从静止释放,当铁链脱离

3个回答

  • 设左侧长度是X,则右侧长度是(L-X),这时的重心(整个铁链的重心)位置离小定滑轮的距离是h

    因铁链是均匀的,为方便理解,可认为单位长度铁链重为1

    则有 X * ( h-0.5*X)=(L-X)*[ 0.5*(L-X)-h ]

    整理后 得 h=(2*X^2-2*L*X+L^2)/(2 L)

    由于左侧铁链的初始长度比右侧长度小,所以释放后,X是不断减小的,直到为0才脱离定滑轮.

    从上式看,h是X的二次函数(抛物线方程),显然当 X=-[(-2L)/ ( 2*2) ]=L / 2 时,h有最小值.

    而初始时,左侧与右侧长度之比是1:3,即开始时 X=L / 4<L / 2

    所以 h 只能是一直增大的,即整个铁链的重心位置是一直向下移动的.