因为三角形框架下边框始终保持水平状态,则任意时刻三角形框架所受的合力矩为零。而小老鼠在竖直方向上受力平衡,设小老鼠离杆AB的中点O的距离为x,三角形框架受到的一个力矩为mgx
。三角形框架要保持平衡,必须至少存在另外一个力矩。而小老鼠与框架间可能存在的作用力只有两个:压力和摩擦力。因此,只有摩擦力的力矩能够平衡压力的力矩。设摩擦力为f,则摩擦力的力矩为fLSin60°。由三角形框架力矩平衡有:fLSin60°=mgx
也即 f与x成正比。由简谐运动的定义可知:小老鼠的的运动状态为简谐振动。
简谐振动周期公式:T=2π根号下(m/k),这里的等效k=mg/(LSin60°),等效质量为m。
所以题设所求t=T/2=π根号下[(根号3)L/2g]
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