作者idyllic (flatlander)
看板Physics
标题Re: [问题] 请教保守力
时间Sat Jun 30 23:31:08 2007
※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之铭言:
: ※ 引述《idyllic (flatlander)》之铭言:
: : 功是力和位移的内积,你忘了他们是向量
: : 例如一个走直线,另一个走半圆
: : 假设弹簧力 f 跟 dx 夹角θ,半圆半径 r
: : 那麽走直线你必须作的功是 2kr^2
: : 走圆弧需作的功是 \int( k(2 r sinθ)(2rdθ) cosθ )_0^{pi/2}
: : (积分范围从 0 到 Pi/2, \int 代表积分)
: : 积积应该会跟上面的答案一样
: 我是有想到他们是向量
: 但如果,换个更简单的情况好了。
: 想像一个直角三角形 , A、B是斜边的两端。
: 同样两个端点,弹簧从A沿着斜边(直线)拉长到B,手作功W。
: 但若先经过直角,再转弯到B,手作功W'。
: 很明显,两边长>第三边。 那这样一定是 W' > W 。
还是可以算出来两条路得作一样的功
假设斜边 c,另两股 a,b
直接走斜边得作功 kc^2/2
走 a 再走 b 得作功 ka^2/2 再加上一个积分
-\int((ka cscθ) (-a csc^2θ) cosθ)_pi/2^u
其中假设了作用力和在 b 边上的位移 dx 夹角为θ,且 cos(u) = b/c
算出来的结果正是 kb^2/2
由毕氏定理知道两条路作的功是一样的
: 所以我开始怀疑,一开始推文那位大大说的,是不是只有一维的弹簧才适用?
其实在三维空间都一样
向量分析去积一下你所要作的功就知道只跟位置有关,跟路径无关
计算还比那两个圆弧跟三角形的习题简单...
: 其实,还有一个极端的情况可以想像。
: 例如从某点出发,再回到原来的点好了。
: 假设不拉弹簧(出发和回来都在原点),作功0。
: 但如果绕着类似蜗牛圆形状的轨道绕了几百圈,也是同样到原点。
: 那可以想见,放开之後,物体回到原点时候,速度有多快。那作功就很大了。
: 这....是怎麽回事?
你拉出去得作功,拉回来还是得作功
总功是 0 阿
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◆ From: 140.113.4.15
1F:推 mantour:我猜他讲的是不同情况 06/30 23:39
2F:推 idyllic:他想的应该就是你猜的那样,贪吃蛇弹簧... XD 06/30 23:40