解答题 28.一条均匀链条挂在一个无摩擦的钉子上,链条长18m,运动开始时链条一边下垂8m,另一边下垂10m,问整个链条滑过钉子需要多长时间?
【正确答案】设链条的线密度为ρ,取x轴正向为垂直向下,设t时刻链条下垂x(t)m,则下垂那段的长度为(10+x)m,另一段长度为(8-x)m,此时链条受到的重力为
(10+x)ρg-(8-x)ρg=2(x+1)ρg.
链条的总重量为18ρ,由牛顿第二定律F=ma得
=2ρg(x+1),即,且x(0)=0,x′(0)=0,
解得x(t)=,当链条滑过整个钉子时,x=8,
【答案解析】