如圖甲所示為游樂(lè)場(chǎng)中的“旋轉(zhuǎn)飛椅”,帶有水平直桿的轉(zhuǎn)盤可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。圖乙是其中一個(gè)座椅的連接示意圖,水平直桿邊緣到轉(zhuǎn)軸中心的距離d=4m,水平直桿邊緣用長(zhǎng)L=10m的鋼繩連接著座椅。小張坐在座椅上隨著轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí),鋼繩與豎直方向的夾角θ=53°,水平直桿到地面的高度H=14m,若小張和座椅的總質(zhì)量m=60kg,將小張和座椅看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),不計(jì)鋼繩的重力及空氣的阻力,π
2=10,g=10m/s
2,sin53°≈0.8,cos53°≈0.6,求:
(1)鋼繩上的拉力大小;
(2)小張繞轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的周期;
(3)若地面水平,小張口袋中的皮球不慎脫落,皮球的第一次落地點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸中心的水平距離是多少?