角速度計可測得航天器自轉(zhuǎn)的角速度ω,其結(jié)構(gòu)如圖5-17所示,當系統(tǒng)繞OO′轉(zhuǎn)動時,元件A在光滑桿上發(fā)生滑動,并輸出電信號成為航天器的制導信號源.已知A質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,原長為L0,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計.滑動變阻器總長為L,電阻分布均勻,系統(tǒng)靜止時滑動變阻器滑動觸頭P在中點,與固定接頭Q正對,當系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,求:

(1)彈簧形變量x與ω的關(guān)系式;

(2)電壓表的示數(shù)U與角速度ω的函數(shù)關(guān)系.

圖5-17

解:當系統(tǒng)繞OO′轉(zhuǎn)動時,A在光滑桿上發(fā)生滑動,使彈簧伸長,觸頭P向b端移動.

(1)元件A圓周運動的半徑r=L0+x,彈簧的彈力提供元件A做圓周運動的向心力,

由牛頓第二定律有F=kx=mω2(L0+x)

可得:x=

(2)電壓表的示數(shù)U=E=

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(1)彈簧形變量x與Ω的關(guān)系式;

(2)電壓表的示數(shù)U與角速度Ω的函數(shù)關(guān)系.

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圖5-18

(1)彈簧形變量x與ω的關(guān)系式;

(2)電壓表的示數(shù)U與角速度ω的函數(shù)關(guān)系.

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(1)彈簧形變量xω的關(guān)系式;

(2)電壓表的示數(shù)U與角速度ω的關(guān)系式

 

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   (1)彈簧形變量x與的關(guān)系式;

   (2)電壓表的示數(shù)U與角速度的關(guān)系式

 

 

 

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