作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [问题] 力矩的问题= =
时间Wed Jul 1 05:56:37 2009
借题发挥一下
我觉得在教高中生的时候常常会遇到这个问题
但是我发现高中根本没有教τ=Iα是怎麽来的
而是把它直接跟F=ma做对比
造成很多人根本不知道τ=Iα是可以从F=ma导出来的
而是把它当做基本定律去记
自然就不会知道它什麽时候可以适用
更夸张一点的连τ=dL/dt都不讲(还好至少还有教F=dp/dt)
照理讲整个系统的建构应该由质点力学导出质点系统的力学
再导出刚体力学不是吗
为什麽课本不把这之间的关系讲清楚呢
※ 引述《mantour (朱子)》之铭言:
: ※ 引述《ntuguy (ya)》之铭言:
: : 我们常说计算力矩时支点可以任取
: 从哪里听来的?
: 只有在物体所受合力为0时力矩可以取任意的点
: 因为合力为0时取每一点算出来的力矩都一样
: 一般情况下每一点算出来的力矩都不一样
: 但是不是说这样支点就不能乱取
: 而是τ=Iα就不能乱用
: 如果要使 τ=Iα成立
: 计算力矩的支点必须满足
: 1.没有加速度的点或加速度沿长线通过物体质心的点
: 2.支点要与物体在同一个刚体(真实或假想)上
: 当然你还是可以取不满足这些条件的支点
: 但是你就不能再用τ=Iα了
: 如果违反了第一点
: 在支点的参考坐标引入的假力不通过支点,造成的力矩要加上去
: 在这个例子中如果你选的支点是棒子上的B点
: 因为B点本身有加速度,所以在B点的坐标中,会有一个假力作用在物体质心,造成转动
: 如果违反了第二点
: 物体相对於支点就不是单纯的转动,而是平移加上旋转
: 这时物体的总角动量就不能用Iω来表示
: 当然τ=Iα也就不能用
: 这时应该回来考虑力矩=总角动量时变率
: 所以就像前文所分析的 应该把平移的角动量变化和旋转的角动量变化都算进去
: 例如你选的是与B重合,在空中固定的C点
: 那就如前文所说的情况
: 对C点来说合力矩为0,总角动量变化也为0
: : 但我有以下的例子,支点若是任取会矛盾
: : 想请大大帮我看一下观念哪里有错?
: : 场景:太空中
: : 物体:均匀长木棒(长度d)
: : 状况:从B点施力F推动
: : 问题:若是取O点当支点,则力矩为顺时针F X d/2,木棒会转--->合理
: : 若是取B点当支点,则力矩为0,但常理判断木棒会转--->矛盾!!!!
: : ***********************************
: : ***********************************
: : O B
: : ^
: : | F
: : |
: : 请问问题的徵结在哪里呢?
: : 谢谢!!
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◆ From: 94.21.42.113
1F:→ vanceliu:这要问教育问题了.. 07/01 10:08
2F:推 wanttu:因为他们打算把高中课本变成一页可教完 学这麽多原理作啥XD 07/01 11:12
3F:推 CCOwen:早上出炉的今年指考 有个选项考到角动量的时变率呢 07/01 13:01
4F:→ rockonpizza3:这就是当初高中想把头想爆也没办法解决的问题。。。 07/01 20:27