作者Copper0722 (面对死亡)
看板Physics
标题Re: 为什麽不倒??男人都想知道的问题
时间Mon Feb 11 02:48:39 2002
※ 引述《arjau (连话都说不清楚)》之铭言:
: ※ 引述《jackky (好ㄍ一ㄥ喔)》之铭言:
: : 没有离心力吧
: 这只是一个假想的力 用来跟向心力平衡的 有人觉得降子更好理解
: 不然你可以说摩擦力用以提供转弯所需之向心力
: 降子就不要用离心力来解释了 ok?
离心力是假想力, 但不是用来跟向心力平衡的,
(向心力和离心力的关系并非作用力和反作用力)
只有处在旋转的座标系中, 才会有离心力存在,
站在旁边来看, 向心力就是提供了转弯的向心加速度,
如果平衡了, 就不会有F, 也就不会有a了:)
另外, 关於脚踏车为何不会倒, 重点应该不在向心力及摩擦力,
重点在脚踏车的车轮具有转动惯量,
以及另一个伟大的高中物理定律 - 角动量守恒..
什麽意思呢?? 只要车轮的转动惯量越大, 脚踏车就越不容易倒....
怎麽让转动惯量变大??
车速快; 车轮重, 车轮大, 都可以....
至於原理, 这需要建立一个三度空间的座标系来说明, 才会较明白,
假设脚踏车前进的方向为等速正Y轴, 即脚踏车位於YZ平面,
那麽, 此系统的转动惯量在YZ平面看来为一固定值, 在XY平面及XZ平面看来皆为零,
(这个转动惯量的方向朝负X轴, 用右手定则可知..此外,为了叙述方便,
皆下来叙述转动的方向, 都用教科书的叙述法, 比如向纸面或出纸面等,
而不用顺时针或逆时针, 因为空间的讨论, 如此会错乱)
今天, 让脚踏车以着地点为支点, 稍稍地往正X轴方向倾斜,
此时, 重力就会对脚踏车产生力矩, 方向是正Y轴(努力用右手比),
如果没其它力矩作用在脚踏车上的话, 车子理应倾倒, 因为看似不稳定平衡..
但, 则忘了倾斜的车轮之转动惯量不再只是在负X轴上了,也会在正Z轴上,
也就是说, 正Z轴上本来是零的转动惯量, 竟然不守恒了!??
当然不行啦!
接着的说明, 用简化法及结果论....
如何才会守恒呢?就是地面对车轮会有另一个力矩, 方向和重力力矩相反....
这个原理, 可以应用到滚进的硬币, 陀螺等....
这一点都不玄, 只是难在高中物理很少会有三度空间的题目及思考,
最好是拿实物边玩边想, 我是这麽玩硬币的:)
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◆ From: 211.75.71.33
※ 编辑: Copper0722 来自: 211.75.71.33 (02/11 12:15)
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