作者kramnik (progressive)
看板Physics
标题Re: [问题] 磅秤的问题
时间Thu Dec 24 13:42:01 2009
※ 引述《songsing (好累~~)》之铭言:
: 1.有一个瓶子,里面有一只苍蝇,瓶子是密闭的!
:
: 当苍蝇停在瓶壁上时拿去秤,秤得200公克重。
: 试问苍蝇飞起来时,秤的重量会如何变化?(已经飞起来了)
假设秤和瓶的接触面相对於观察者是处於静止之理想状态
秤重於无放置物品时归零..
设苍蝇质量为Ma..其排除苍蝇的空气质量为Mb..
瓶身与其排除瓶身之总质量为Mc..
若苍蝇停於瓶身上
则秤重为 (Ma-Mb+Mc)*g..其中g为重力加速度..
设苍蝇,其排除苍蝇之空气,瓶身分别以加速度Aa,Ab,Ac运动..
==================================================================
苍蝇运动状况为
F(空气→苍蝇) = Ma*(Aa+g)
==============================================================
排除苍蝇之空气运动状况为
F(瓶身→空气) - F(苍蝇→空气) = F(瓶身→空气) - Ma*(Aa+g)
= Mb*(-Aa+g)
解得
F(瓶身→空气) = (Ma+Mb)*g - (Ma-Mb)*Aa
================================================================
瓶身运动状况为
F(秤重→瓶身) - F(空气→瓶身) = F(秤重→瓶身) - [(Ma+Mb)*g - (Ma-Mb)*Aa]
= Mc*g
解得
F(秤重→瓶身) = (Ma+Mb+Mc)*g - (Ma-Mb)*Aa
===================================================================
由於苍蝇比重高於空气..
当苍蝇向上加速飞起..秤重会增加..
当苍蝇向下加速飞下..秤重会减小
: 2.承上题,如果把盖子打开,苍蝇飞起来,
: 秤的重量又是会如何变化?
忽略空气的局部压缩..
若其排除苍蝇之空气团完全作用於瓶身..
则秤重为 [(Ma-Mb+Mc)*g + (Ma-Mb)*Aa]
若其排除同体积之空气团有部分作用於瓶身外..
则秤重为 Mc*g + K
其中 K ≦ [(Ma+Mb)*g - (Ma-Mb)*Aa]
: 第1题,我抓了两只蜜蜂来实际秤重,结果蜜蜂一直飞。
: 当牠终於停在瓶壁上後,却再也飞不起来了,
: 但我觉得答案应该是「不变」,
: 因为它是在密闭的系统内,所以不影响秤重。
: 这样对吗?
若秤精密度够高的话..
蜜蜂之飞行状态是会影响秤重的..
: 第2题,因为蜜蜂死掉了,我只好拿了一台遥控直升机来做实验,
: 把遥控直升机放在纸箱中,然後操纵它飞起来。
: 得到的数据是重量增加。
: 我个人认为是因为直升机有一股加速度,才能飞离地面,
: 而反作用力被纸箱集中起来,变成一股往下压的力量,
: 所以,秤得的重量大於原来的重量,这样解释对吗?
如先前文章内文所描述..
: 然後,我又想到另外一个问题
: 假设,我的重量是60公斤,拿着一颗20公斤的大石头。
: 3.我拿着石头,静止地站在磅秤上,总重是多少?
比较严格的说法为
秤重 = (人+石) - (其排除同体积的空气)
≒ (人+石)
= 80 kg
: 4.承3当我把石头往上举时,磅秤读数会如何变化?
当石头向上加速举时..(人+石)整体质心是往上加速的..秤重会增加..
石头向上减速举时..(人+石)整体质心是往下加速的..秤重会减少..
: 5.承4,当石头被我丢起来,从离开我手的瞬间到再掉回我的手上,
: 这其中的过程中,磅秤的读数会如何变化?
忽略石头下坠时..下缘下沉气流之重量..
在手与石头分开後..假设人不做任何移动..
则秤重 ≒ 人*g
当石头落下後..接触石头以加速度Ac向下运动..
则秤重 = 人*g + 石*(g-Ac)
: 令我感到疑惑的主要是第4题,
: 我本来预测当石头上举的过程,会有一股反作用力往下压,
: 导致磅秤读数增加!但是,实际做实验的结果却又不然~~
: 反而,重量是减轻的!请问这要如何解释呢?
: PS.我真的不是来抄作业的,是真的想知道答案的。
您家磅秤灵敏度及反应速度可能较低..
我抱我家红贵宾在磅秤上如上实验..结果跟前述文章内文相符合..
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 118.168.80.167