结构推理
(1)质量为m的均质杆两端的速度分别为和,证明其动能为
(2)一根质量为m、长度为a的均质杆,其一端限于沿一光滑的竖直轴运动,另一端在光滑的水平面上滑动,设是杆与竖直向下的轴间的夹角,是杆所在竖直平面的角位移,如t=0时,,证明在以后的运动中,只要杆保持与水平面接触,有下列关系:
【正确答案】证明:(1)用柯尼希定理写杆的动能。
设杆长为l,绕过质心垂直于杆的轴转动的转动惯量为
杆的角速度的大小为
(2)取图的xyz坐标,用上面证明的式子计算杆的动能,
因为,用初始条件:t=0时,,得
(1)
因为(T是广义速度的二次齐次函数),用初始条件:t=0时,,写T+U=常量为
(2)
从(1)、(2)两式可解出为
【答案解析】