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一道角动量守恒与简谐运动的复合问题

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如图,绳子穿过一个平面上的小孔,一端连接着物块m1,一端连接着物块m2,m2在平面上做匀速圆周运动,m1保持静止。若突然给m1一个速度,证明接下来m1的运动是简谐运动


IP属地:江苏来自Android客户端1楼2024-07-26 21:02回复
    应该是给个微扰,然后是做一个小振幅的简谐振动。系统机械能守恒列出来,做小量近似,然后求导应该就能得到振动方程了


    IP属地:北京来自Android客户端2楼2024-07-26 21:05
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      m1获得一个初速度时,m2除了受到m1的重力,还有一个m1产生的离心力,超过了m2原有的离心力,所以m2会向旋转的圆心移动。
      因m2的角动量M=m2 Ω R2守恒,R2减小,所以Ω增加,即m2受到的向心力F=M Ω增加,将与m1受到的离心力加上重力重新取得平衡。
      又因为m1和m2是通过小孔的绳来连接,所以m2对m1的力始终在绳子的方向,所以m1始终是单摆运动。


      IP属地:四川3楼2024-08-08 15:58
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        你这题自编的很粗糙,只说给m1一个速度。速度的方向和大小是什么?如果速度很大,那m2就会被拉下去了,肯定不可能是简谐运动。还有方向,是垂直于平面和垂直于拉绳?还是二者之间的一个角度?


        IP属地:四川5楼2024-08-28 13:58
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          沿着拉绳的竖直方向扰动就简单很多,如图所示


          IP属地:四川6楼2024-08-28 16:33
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