问答题 如图2所示,质量为m、半径为r的滑轮上绕有软绳,绳的一端固定于点A,令滑轮自由下落。不计软绳的质量,设软绳始终与滑轮竖直相切,试求轮心的加速度和绳子的拉力。(应用达朗贝尔原理)
【正确答案】以滑轮为研究对象,它在重力mg和软绳的拉力T共同作用下在竖直平面内下落。设滑轮质心的速度和加速度分别为V和a,角速度和加速度分别为ω,ε,则惯性力和力矩分别为Fi=ma,Mi=J0ε,其中J0为转动惯量。应用达朗贝尔原理可知
T+Fi-mg=0,(mg-Fi) r-Mi=0,
于是可以求得a=2g/3,T=mg/3。
【答案解析】