Question

（14分）如圖是建筑工地上常用的一種“深穴打夯機”示意圖，電動機帶動兩個滾輪勻速轉動將夯桿從深坑提上來，當夯桿底端剛到達坑口時，兩個滾輪彼此分開，夯桿在自身重力作用下，落回深坑，夯實坑底．然后兩個滾輪再次壓緊，夯桿被提上來，如此周而復始．已知兩個滾輪邊緣的線速度恒為v=4m/s，滾輪對夯桿的正壓力F_N=2×10⁴N，滾輪與夯桿間的動摩擦因數為0．3，夯桿質量m=1×10³kg，坑深h=6．4m，假定在打夯的過程中坑的深度變化不大，取g=10m/s²．求：
（1）在每個打夯周期中，電動機對夯桿所做的功；
（2）每個打夯周期中滾輪與夯桿間因摩擦產生的熱量；
（3）打夯周期。

Answer 1

（1）
（2）
（3）4.2s

（1）                     

（2）
（3）夯桿的運動過程包括：勻加速上升、勻速上升、勻減速上升