16.風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是研究空氣動(dòng)力學(xué)的主要方法。風(fēng)場(chǎng)中有一裝置如圖所示,水平直桿AB段光滑,長(zhǎng)度l
1=4.5m,BC段和CD段與小球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,其中BC段長(zhǎng)度l
2和CD段長(zhǎng)度l
3均為5m,CD段與BC段的夾角θ=37
o,轉(zhuǎn)角處平滑連接。每次開始實(shí)驗(yàn)前,都將m=5kg的小球置于A端,然后通過調(diào)節(jié)風(fēng)速讓作用在小球上的風(fēng)力根據(jù)需要維持某個(gè)恒定值。已知小球的孔徑略大于直桿截面直徑,小球過C點(diǎn)前后瞬間速度大小不變,取g=10m/s
2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。請(qǐng)解答以下問題:
(1)若風(fēng)力F
1=20N,釋放小球,求小球過B點(diǎn)的速度v
1;
(2)同(1)問條件,求小球最后停止的位置距A點(diǎn)的距離x;
(3)若風(fēng)力F
2=80N,要使小球能滑到D點(diǎn),求風(fēng)力作用的最短時(shí)間t
min。