【趣味物理題】掛在桌子上的鏈條
鄭濤(Tao Steven Zheng)著
【問題】

一條均勻質(zhì)量(uniform mass)為 和長度為
的鏈條被固定在無摩擦力(frictionless)的桌子上。 桌子上有一個大洞,然后鏈條有一段長度為
掛在洞的上方。 鏈條從靜態(tài)(rest)釋放,開始下降。鏈條需要多長時間才能完全滑入大洞?
【提示】

【題解】
設(shè)定 作為鏈的線性質(zhì)量密度(linear mass density)。設(shè)
為懸掛在孔上方的可變長度(variable length)。
由于 ,力的方程可變成關(guān)于速度的微分方程
因為鏈條最初處于靜態(tài)(rest),且懸掛在孔上方的最初長度為 ,速度的解為
由于 ,上述的方程式可以寫成
用積分界(bounds of integration) 和
求解以上微分方程。
因此,時間之解是
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