Question

某同学设计了一个测量风速大小的装置，用一根细线拴着一个小球，细线上端固定．如图所示，当风速水平向右时，小球静止，该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为θ=30?，小球质量m=3kg，已知风对小球的作用力水平向右，其大小F=kv，其中k为比例系数，k=kg/s，v为风速大小．重力加速度g=10m/s²．忽略细线质量、空气浮力和风对细线的作用力．求：

(1) 小球对细线的拉力的大小？

(2)风速v的大小？

Answer 1

解：

(1)小球受重力mg、风的作用力F和细线的拉力T，则

竖直方向合力为零得Tcosθ=mg             （3分）

设小球对细线的拉力为T'，则T'=T          （1分）

T'=N                              （1分）

(2) 水平方向合力为零，则

Tsinθ=F                                  （3分）

F=kv          v=10m/s        （2分）