作者Emcc (mass, momentum, energy)
看板Physics
标题Re: [问题] 高中力学
时间Fri Dec 17 23:56:26 2010
※ 引述《finike (菲尼克)》之铭言：
: 是非题
: 一台火车以等速往同方向行驶，则轨道给列车的磨擦力与列车行驶方向相反。
: 答案为错
以题目叙述来说
一台火车以等速度行驶
可知所受合力=0
i) 铅直方向
列车重力 与 轨道提供之正向力抵销
ii) 水平方向
正常火车应该没有喷射引擎 也不考虑磁浮列车
故仅受两种水平力:
空气阻力 及 轨道摩擦力
而
空气阻力必与列车行进方向相反
故
轨道提供之摩擦力须与行进方向相同
以满足 ΣFx=0
此题是非答案为 X
: 但是想不懂为何，不知道有没有人可以帮忙解答一下这简单的问题@@
这题问的是"列车"受的摩擦力方向
故将整列火车视为一系统来分析
只要抓紧 "物体等速度运动 所受合力为零"的概念
若是问"车轮"所受的摩擦力方向
那就稍微复杂点
如上篇推文里有提到
主动轮(有动力) 与 被动轮(无动力)的情形不一样
在皆为"纯滚动"下
主动轮受的摩擦力会与行进方向相同
被动轮则相反
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 111.240.51.120
1F：→ condensed:@@? 你怎麽知道被动论相反? 12/18 00:12
2F：→ Emcc:想一想 如果轮子中心受一水平力被推着走 而接触面摩擦系数=0 12/18 00:18
3F：→ Emcc:那麽轮子会不会转? 若有摩擦力呢? 如何转? 可画自由体图 12/18 00:19
我这边的意思是说
你拿起一颗轮子 滚轮之类的
静止没有转动
手握在轴的地方
然後把它靠在一个面上开始推它
如果接触面是没有摩擦的
那你会发现轮子不会转
它只是沿着面平移
又如果接触面有摩擦 (也就是我们现实生活中的情形)
那你会发现轮子沿着面滚动
而那个摩擦力会与轮子行进方向相反
被动轮的原理就是这样
4F：推 condensed:等速度运动的轮子为什麽要受力?应该不需要画图吧 12/18 00:21
5F：→ condensed:我再说清楚点,纯滚动是不需要受力的,因为不论是移动或转 12/18 00:26
6F：→ condensed:动都存有惯性。所以只要没有其他不可避免的力介入，我们 12/18 00:28
7F：→ Emcc:不是不需要受力 而是所受"合力"和"合力矩"为零 12/18 00:28
8F：→ condensed:并不需要硬塞给他额外的力去合理化它的运动。 12/18 00:30
※ 编辑: Emcc 来自: 111.240.51.120 (12/18 00:36)
9F：→ condensed:你修文补充的内容和我说的是两件事啊。你考虑的是加速过 12/18 00:42
10F：→ condensed:程，我考虑的是原题的等速度运动。不论有没有摩擦系数， 12/18 00:43
11F：→ condensed:维持等角速度转动，并不需要有外力或外力矩。 12/18 00:43
12F：推 Ertkkpoo:这感觉和骑脚踏车的题目很像，问题是毕竟不只一个轮子 12/18 00:51
13F：→ Ertkkpoo:如果真的要问，还是说一下机构长啥样，问哪个轮子较好 12/18 00:51
14F：→ Emcc:就是跟骑脚踏车的例子一样啊 前轮是被动 摩擦力向後 12/18 00:54
15F：→ Emcc:後轮主动 摩擦力向前 12/18 00:54
16F：→ Ertkkpoo:但题目没说火车怎麽动，动力输出是哪个，感觉无法判断 12/18 00:55
17F：→ Ertkkpoo:火车也可以前轮主动，不是有一台大大的发电机嘛 12/18 00:55
18F：→ Emcc:题目是问"列车"所受的轨道摩擦力 所以不须管主被动轮啊 12/18 00:58
19F：→ Emcc:只要将整列车视为一系统 也就是各轮子摩擦力的总和 12/18 00:59
20F：→ Ertkkpoo:但可知道主动和被动轮的磨擦力相对大小嘛？ 12/18 01:01
21F：→ Ertkkpoo:因为要判定方向 12/18 01:01
22F：→ Emcc:判定摩擦力方向由"整个系统"的所受合力来判断就好 12/18 01:05
23F：→ condensed:Ertkkpoo大，脚踏车在等速度运动下，其实可以不需要驱动 12/18 01:22
24F：→ condensed:靠惯性就足以让它不断前进下去了。 12/18 01:23
25F：推 Ertkkpoo:但是因为有摩擦力，不可能没有驱动就等速吧？ 12/18 01:24
26F：→ condensed:如果你不考虑空气阻力等等，不需要有摩擦力让它等速啊。 12/18 01:28
27F：→ Emcc:最原来的问题就是问摩擦力的方向 现在不考虑摩擦力是要怎麽解 12/18 01:32
28F：→ condensed:原本的问题是在问你摩擦力与行进方向相反对或错吧 =.= 12/18 01:33
29F：→ condensed:简单的说，如果题目问你：＂等速度运动中的物体，所受净 12/18 01:35
30F：→ condensed:力与运动方向同向，是或否？＂当然选否，因为合力为零。 12/18 01:37
31F：→ condensed:当然题目在测验概念为了避免破梗，问的方式会有点陷阱。 12/18 01:40
32F：→ Emcc:就原命题来说 答案"X" 当然是没有疑义 12/18 02:22
33F：推 irrotation:但轨道摩擦力不可能会跟车子移动同向 12/18 16:39
34F：→ irrotation:力平衡是指 引擎动力VS阻力(包括流体和轨道摩擦)的平衡 12/18 16:41
35F：→ irrotation:所有的摩擦力都是与运动方向相反的 这是物理定律 12/18 16:43
36F：→ condensed:(摩擦力的方向不一定与运动方向相反) 12/18 17:02
37F：→ condensed:全都是高中物理的基本概念（解释得有点累了），摩擦力与 12/18 17:04
38F：→ condensed:运动方向相反是标准错误观念。人从静止向前运动，地面给 12/18 17:07
39F：→ condensed:予的，以及平放在手掌上的杯子，手掌从静止向前移动，都 12/18 17:08
40F：→ condensed:是实际的例子。 12/18 17:08
41F：推 irrotation:但上述情况 受力物体跟移动物体并不是同一件 12/18 17:13
42F：→ condensed:(我猜等一下又会有一堆细节因素被考虑进来=.=|||) 12/18 17:14
43F：→ irrotation:受力的物体是手掌 而移动的物体是水杯(和手掌) 12/18 17:15
44F：→ condensed:我说的是两个不同的例子。加速的物体若居然不是受力体， 12/18 17:15
45F：→ condensed:那真是匪夷所思了。 12/18 17:16
46F：→ condensed:杯子原本是静止的，现在手掌向前移动，杯子也跟着向前， 12/18 17:17
47F：→ condensed:就表示至少起动的瞬间，杯子受到向前的静摩擦力。 12/18 17:18
48F：→ irrotation:但那式摩擦力而非系统外的力 真正受系统以的外力是手掌 12/18 17:19
49F：→ condensed:根据牛顿第三定律，受力体必然也会是施力体。 12/18 17:21
50F：→ condensed:听不懂你在说啥，你看不出我说的系统是指杯子，还是你觉 12/18 17:24
51F：→ condensed:得我们不能把系统选在杯子上？谁说摩擦力只能当内力=.= 12/18 17:24
52F：→ condensed:简单的说，杯子受到摩擦力而向前加速，就是摩擦力与运动 12/18 17:26
53F：→ condensed:方向同向的实际例子，这样你了解我的意思吗？ 12/18 17:26
54F：推 irrotation:我认为"杯子和手"是同一系统 但你把系统分成两个才会有 12/18 17:29
55F：→ irrotation:杯和手的两个摩擦力不同向的说法吧 12/18 17:29
56F：→ irrotation:既然你认为他是同一"系统"(手掌+杯子) "系统"的运动方 12/18 17:30
57F：→ condensed:我当然是指杯子啊=.= 12/18 17:30
58F：→ irrotation:不就是一个 跟运动方向相反吗? 12/18 17:30
59F：→ condensed:你这里要选定清楚系统到底是指甚麽啦=.=.... 12/18 17:32
60F：→ condensed:系统是我们可以任意选定的，一旦选定後，就不能再与其他 12/18 17:33
61F：→ condensed:系统混淆。 12/18 17:33
62F：→ condensed:我现在举的例子是要告诉你，当你选择分析杯子这个系统， 12/18 17:34
63F：→ condensed:他所受到的摩擦力与他的运动同方向，作为举例。你要去分 12/18 17:35
64F：→ condensed:析其他系统当然也可以啊，但根原本的主题无关。 12/18 17:35
65F：推 irrotation:系统若是(手+杯) 整个系统(手+杯)的摩擦力就是空气阻力 12/18 17:36
66F：→ irrotation:且与运动方向相反 12/18 17:36
67F：→ irrotation:但若把系统分成手和杯 那摩擦力是在两者之间的乾摩擦 12/18 17:37
68F：→ condensed:如果分析手掌，那手掌受力就和运动反向，这当然也没错。 12/18 17:37
69F：→ irrotation:也就是和杯子的运动方向相反 12/18 17:37
70F：→ condensed:我不知道为什麽要把空气阻力考虑进来，有何意义？ 12/18 17:38
71F：→ condensed:听不懂你在说啥，以地面为参考系，杯子受到的摩擦力与运 12/18 17:39
72F：→ irrotation:打错 摩擦和杯子的运动方向相同 12/18 17:39
73F：→ condensed:动同方向，这点是无疑的。 12/18 17:39
74F：→ irrotation:这是把系统定义的问题吧 物理第一章 12/18 17:40
75F：→ condensed:你还记得你最早说的吗? 12/18 17:41
76F：→ condensed:我不知道你看啥书第几章，但从来没有说系统不能任意选定 12/18 17:42
77F：→ condensed:或者摩擦力必为系统内力这种说法。 12/18 17:42
78F：→ condensed:"所有的摩擦力都是与运动方向相反的 这是物理定律" 12/18 17:46
79F：→ condensed:你还记得你说的这句话吗? 12/18 17:46
80F：→ condensed:我只是举出实际的例子表明这个陈述不正确，你先厘清这点 12/18 17:48
81F：→ condensed:，其他的先别扯多，不然只会更混乱。 12/18 17:49