根据题意,可以列出以下公式:
(1) 当法向加速度等于切向加速度时,有:
a = √(at² + an²) = √(5² + 5²) ≈ 7.07cm/s²
其中,at为切向加速度,an为法向加速度。
根据圆周运动的公式,有:
a = rω²
其中,r为半径,ω为角速度。
因为质点由静止开始运动,所以初始角速度为0,即ω0 = 0。
因此,有:
ω = √(a/r) = √(7.07/0.2) ≈ 5.00rad/s
质点运动一周的时间为:
T = 2π/ω ≈ 1.26s
因此,质点需要1.26秒的时间才能完成一周的圆周运动。
(2) 当法向加速度等于切向加速度的二倍时,有:
an = 2at = 2×5 = 10cm/s²
同样根据圆周运动的公式,有:
a = √(at² + an²) = √(5² + 10²) ≈ 11.18cm/s²
因此,有:
ω = √(a/r) = √(11.18/0.2) ≈ 7.91rad/s
质点运动一周的时间为:
T = 2π/ω ≈ 0.79s
因此,质点需要0.79秒的时间才能完成一周的圆周运动。