作者harrey810719 ()
看板Physics
标题Re: [问题] 急问铅球滑落能造成多少作用力?
时间Sat Apr 16 14:43:59 2016
※ 引述《l000kgw (o'_'o)》之铭言:
: http://i.imgur.com/Vl1vziH.jpg
: 如图
: 不锈钢半圆滑槽:厚度5毫米,内半径为60毫米,与水平成30度角。
: 铅球质量3公斤,直径10公分。槽道水平段内壁最低弧点位置地面12公分。
: 这是模拟船只撞击桥墩的装置,所以必须算出铅球能造成多少集中力。
: 目前有两个版本:
: 用功能原理,位能换成动能
: 求出速度,再用mv=F。dt
: 接触时间用0.1秒来算的话
: 作用力有132.87公斤
: 另一个版本是说铅球到底部是成水平,用滑落时的加速度再乘上质量(F=ma),大约结果为一点多倍的铅球质量
: 两者差异很大…虽然看起来是高中物理不过还是被搞混了…
: 有版友能帮忙算出正确的数值吗
: 感激不尽!
: -----
: Sent from JPTT on my HTC_D816x.
简单回应一下,第一个方法稍微正确一点,
考虑动量变化,接触时间0.1秒所算出的力代表的是「将铅球用0.1秒停下来所施的力」
但这实验应该会发现铅球从撞到障碍物後会回弹,
假设是弹性碰撞,动量变化应该是2mv,另外接触时间也会极大地影响瞬间施力。
我觉得要应用到船只跟桥墩的话,要对接触时间做很小心的估计,毕竟两者都不是刚体。
而且船只撞桥墩肯定比弹性碰撞复杂的多,
拿遥控船去撞一个横躺的磅秤,或是去撞真的障碍物并且高速摄影可能还容易一些。
第二个方法F=ma代表的是「让铅球维持这加速度所施的力」,
跟你想算的障碍物受力一点关系都没有,这个力就只是来自於重力。
真正要用F=ma算出障碍物受力的话,a应该要代铅球从撞击前跟撞击後的Δv/Δt,
就跟上面方法的「接触时间内的动量变化量」是一样的。
会搞混是因为你的a的算法不正确,不是用滑落时的加速度,而该用撞击前後的加速度。
但要正确估计加速度就要有一个正确的Δt,这个部份我没有好的方法,
只能请其他高人板友帮忙了。
有错请不吝指正,谢谢各位。
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1F:推 l000kgw: 大大,如果接触时间delta t用0.1秒来看呢? 04/17 00:02
2F:推 l000kgw: 碰撞的力,一半给铅球,一半给桥墩,这样桥墩受力是多少 04/17 00:19
3F:→ l000kgw: ? 04/17 00:19
4F:→ l000kgw: 能不能估个值,保守一点也没关系,因为没求出受力,尺寸 04/17 00:21
5F:→ l000kgw: 没办法设计 04/17 00:21