如图所示,质量为m、长为L的均匀细杆OA,一端通过光滑铰链固定在地面O处,在细杆中点B处系一根细绳,细绳绕过两个光滑定滑轮后悬挂着物体D,物体D的质量为细杆质量的1/3,D离滑轮距离足够远.在外力F的作用下使细杆与地面保持夹角θ为60°,此时细绳CB与杆的夹角也为60°(如图所示).已知细杆绕O点转动的动能表达式为
Ek=mL2ω2,m表示杆的质量,L表示杆的长度,ω表示杆转动的角速度.求:
(1)外力F的最小值.
(2)撤去外力F后,细杆从图示位置到绕O点罢到地面前的过程中,系统(指细杆和物体D)重力势能的变化量.
(3)撤去外力F后,细杆绕O点转到地面的瞬间,物体D的速度大小.