作者aaax2 (新炮)
看板Physics
标题Re: [问题] 动力学的问题
时间Sat Feb 14 02:59:28 2009
※ 引述《kobeblack (kobeblack)》之铭言:
: http://www.badongo.com/file/13369933
: 上面的连结是详细的题目
: 如果不嫌麻烦的话可以帮我看一下吗
: 题目是说一条链子放在桌边
: 然後一端垂下桌子
: 一开始是在平衡状态
: 然後可能有个微小的扰动吧 我猜
: 链子就滑落下去
: 题目问说链子恰好全部滑出桌面时候速度以及所需时间
: 我用自由体图想要找出运动方程式
: 可是带入初始条件都只有 trivial solution
: 是因为一开始是平衡的关系吗
: 那应该要怎麽解阿??
这题哦.....讲起来有点玄
我是用能量法算的
假设:垂下去的部份长x 水平的部份长6-x
定水平面为y=0 计算此链之垂直质心位置
c.c.=[2x(-x/2)+2(6-x)*0]/12=-x^2/12
分能量为Potential, Kinetic 及 Friction Energy
令链子滑下一极小段长度dx
P:位能释放量
ΔP=12*9.81*[-x^2/12+(x+dx)^2/12]≒9.81*2x*dx
K:动能增加量
ΔK=0.5*12*d(v^2)
F:滑此极小地段耗能
ΔF=(6-x)*2*9.81*0.2*dx=3.924*(6-x)*dx
能量守恒故
ΔP=ΔK+ΔF
19.62xdx=6d(v^2)+3.924(6-x)dx
各变数都是分离的 所以可以直接积掉它
再代入initial condition x=1 v=0
得到 v^2=(11.772/6)*(x^2-2x+1) .........(1)
v=(11.772/6)^0.5 *(x-1)=dx/dt
把变数调一下变成
dt=(6/11.772)*dx/(x-1)......(2)
做积分 从x=1积到x=6 时间即为题目所求
结果你发现了吧
积出的值是无限大
为何为这样呢?
因为在x=1时(5m/1m)
系统刚好是力平衡
所以这条链子在题目所设的理想状况会永保平衡不动
你画的力图都没错
只是初始条件不能是完全静止的
至於刚全部滑落的速度因为你的式子是时间取向所以算不出来
而用能量法则可以由(1)式求得 因为能量法在此只是位置函数而不是时间
随便写写的 有错别鞭太大力
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工程学第一定律
工程数学念个三五十年也能略有小成
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◆ From: 114.44.250.148