设m的速度为v1,M的速度为v2,设M与杆的接触点为A,则A点的实际速度(合速度)为v2,方向水平向右,将v2分解为沿着杆方向的速度v3和垂直于杆的速度v4,分解后由几何关系:
v4=v2 sinα
又对于杆分析,v4应满足
v4/v1=(a/sinα)/L,所以
v2=(a*v1)/[L(sinα)^2]
当α=30°时,v2=4a*v1/L
下面由机械能守恒:
mgLsin60°=mgLsin30°+mv1^2/2+Mv2^2/2
把v2=4a*v1/L代入,解得
v1=sqrt{(√3-1)mgL/[m+16M(a/L)^2]}