作者k0185123 (Ethan)
看板Physics
标题Re: [问题] 静摩擦与动摩擦的问题
时间Thu Nov 3 22:31:48 2011
※ 引述《ntust661 (XDeutesh)》之铭言:
: y※ 引述《k0185123 (Ethan)》之铭言:
: : http://imageshack.us/photo/my-images/846/physicsproblem.jpg/
: : 如图所示,已知M > m、L > D
: : 当F由0逐渐增大,大到超过地板能给予m的最大静摩擦时,m开始移动,并且
: : 开始拉动绳子、静摩擦力转为动摩擦力。
: : 所以接下来的问题是,当绳子被拉直的瞬间,要如何判断M会不会被拉动呢?
: : 想法:
: : 因为m已有速度,绳子拉直表示之後M与m必须有一样的位移、速度、加速度
: : 假设绳子拉直前後所经时间极短,使得水平动量近似守恒。
: : (类似炸弹在空中爆炸,计算碎片铅直方向初速时所用的概念
: : 但不知道为什麽,针对此题用这想法时,好像还有点问题..不太确定)
: : 所以可求得M的运动速度。
: : 但是这样将会无视(1)绳子质量的影响、(2)M似乎直接变为动摩擦
: : 当我们将M视为墙壁时,就会发现(2)是有问题的,墙壁很明显并不会因此而被拉动。
: : 绳子似乎还会因此产生驻波...代表着我们依然要考虑绳张力与M之最大静摩擦的
: : 影响,只是我不知道该怎麽考虑o.o..
: : 第二个问题是,若将M与地板之接触面视为光滑水平面,并且不计绳质量,那麽
: : 上述想法就没问题了吗?
: : 请各位帮忙一下,谢谢!
: 想知道大 M 会不会动,这种问题最适合用动量原理求解了
: 绳子在拉直的瞬间才能传递力量
: 计算冲量~
: 摩擦力为有限大小力 ( 摩擦冲量基本上不用考虑 )
: ┌──┐ ┌──┐
: │ M │→ T dt = │ M │→ Mv'
: └──┘ └──┘
: 冲量 动量改变量
: T dt = Mv'
: Tdt
: ←┌┐→ Fdt = ┌┐→ mv' - ┌┐→ mv
: └┘ └┘ └┘
: 冲量 末动量 - 初动量
: m(v'-v) = (F - T)dt
: Tdt = Mv'
: mv' - mv = Fdt - Mv'
: (m + M)v' = Fdt + mv
: mv + Fdt
: v' = ────
: M + m
: 感觉上好像多一个未知数。没有错,解不出来的
: 因为我根本不知道你是"如何"拉这个绳子的
: 如果我知道你的外力作用方式,我才能解速度出来,才能知道物体会不会动。
: 假设小质量在光滑水平面上拥有初速度 v
: 大质量在粗糙平面上静止
: 如果中间连结一条尚未伸长的绳子,当绳子绷紧的瞬间,大M是否会运动?
: 用上面分析方法就OK罗
: 拥有速度绝对会动
: mv
: v' = ────
: M + m
: 因为获得初速度後将会运动
: μk M g
: 求加速度 a = ────
: (M + m)
: 2 2
: v = v + 2as
: 0
: 可见如果质量M很大的物体...小m可能瞬间滑一下而已= =
: 当然考虑到绳子不可伸长,伸长还要考虑到振动,永远没完没了XD
: 这是小弟用 Newton 的方法来分析这个问题
: 希望您能满意
补充一下,F为定值~~
我觉得张力也是时间的函数,所以可以把这题简化为
M被绳子拉,但是绳张力T(t)是多少呢?
虽然F是定值,但是张力就一定也是定值吗?
这边是我想考虑的,只是不知道该如何下手
另外,绳子我觉得是当作几乎不可伸长的,也就是伸长量远小於绳长..
恩恩 谢谢各位
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◆ From: 140.112.249.233
※ 编辑: k0185123 来自: 140.112.249.233 (11/03 22:34)
1F:推 ntust661:张力本身就为时间函数了@@ 11/03 22:42
2F:→ ntust661:否则不可能提供足够冲量 11/03 22:43
3F:→ ntust661:你可以把状态分为 绳子尚未拉长,绳子忽然绷紧,M.m运动 11/03 22:44