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t时刻杆绕O点旋转角速度ω与小珠沿着与杆垂直方向的分速度有下述关系:
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其中θ为t时刻杆转过的角度.将有关量代入后,可得
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对t求导,即有
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例8 质量M的均匀麦管放在光滑水平桌面上,麦管与桌面的一边垂直,且有一半突出在桌外.开始时有一质量为m的小虫子停在麦管在桌内的末端,如图4-19所示.而后小虫沿麦管爬到另一端时,随即另一小虫无初速地也落在该端,麦管并未倾倒,试求第二个小虫质量m′.
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图 4-19
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解 麦管长记为L,小虫m相对麦管右行速度记为u,麦管相对桌面左行速度记为v,则有
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两边乘dt,积分,得
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如图4-20所示,麦管移入桌面长度量记为x,则有
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图 4-20
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下面分两种情况讨论:
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(1)M≤m,则,麦管将全部进入桌面,无论第二个小虫m′取何值,麦管都不会倾倒,故m′可取任何值.
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(2)M>m,则,以桌面与麦管接触点为参考点,为使麦管与两个小虫构成的系统不产生使管倾倒的角动量,要求麦管重心重力矩的值大于两个小虫重力力矩之和,即有
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