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标 题Re: [题目] 一题普物
发信站台大狮子吼佛学专站 (Tue Oct 16 02:28:27 2007)
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※ 引述《[email protected] (中华队..真的很棒)》之铭言:
> A person standing at the top of a hemispherical rock of radius
> R kicks a ball(initially at rest on the top of the rock)
> to give it horizontal velocity Vi
> a) What must be the mininum initial speed if the ball never to hit
> the rock after it is kicked?
> 水平会走的位移 x= Vi*t
> 距离地板的长度 y=R-1/2*g*t^2
> 由水平得知t=x/Vi
> 代入y y= R-1/2*g*(x/Vi)^2
这题有用到曲率的概念 (即 y 对 x 微分两次), 以及对抛物线跟圆的了解.
你可以先试着利用能把函数变成座标图的软体,
看看不同初速下的抛物线与半圆的关系
例如: 抛物线为 y = 1 - 0.5 * a * x^2 , a 相当於不同的初速
半圆为 y = ( 1 - x^2 ) ^ 0.5
然後你会发现,
只要球有办法平飞出去
(即在上例中 a < 1) , 就不会碰到下方的半圆.
也就是说, 只要一开始抛物线弯曲的程度比圆小就行了.
在数学上的说法便是: 球在刚被踢出时 (此时座标为 (0,R) ),
其抛物线曲率的绝对值, 小於半圆的曲率绝对值.
由你上面最後一个式子的 y 对 x 微分两次,
可得抛物线曲率的绝对值恒为 g/(Vi^2) ,
而半圆在 (0,R) 这一点的曲率绝对值为 1/R
再由 g/(Vi^2) < 1/R , 可得 Vi > (gR)^0.5 即解答.
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▋ ﹀ ● ﹋ ﹋ *│*│﹍﹍ 阿竹
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1F:→ n0lin:不是我再说废话,原po为何要舍近求远,不过我相信原po是很用功 10/16 06:16
2F:→ n0lin:的学生 10/16 06:18
3F:推 n0lin:这题我高中时有考过,你的答案怪怪的,请问一下有笔误吗??? 10/16 11:21
4F:推 n0lin:请原po解释清楚一下,物理版是用来讨论知识,请不要乱写答案 10/16 11:40
5F:推 nthomas:答案没错 是(gR)^0.5 10/16 23:18
6F:推 n0lin:不对,是(2gR)^0.5 10/17 05:53