作者Muscovy (三分熟的闹钟)
看板Physics
标题Re: [问题] (108全国教师甄试)细杆落地瞬间两端速率?
时间Fri Jul 12 03:45:45 2019
※ 引述《alenbe (新生活)》之铭言:
: 【出处】
: 108全国教师甄选试题
: 【题目】
: 一长度L细杆两端有相同质量小球,初始状态一端放在光滑地面,且与地面夹θ角,
: 静止释放後,求细杆落地与地面平行瞬间,两球的瞬时速率?(重力加速度g)
: https://reurl.cc/ngMY8
: 二、问答题1.(3)
: 【瓶颈】
: 整个系统不受水平方向作用力,所以系统质心的水平方向动量守恒,
: 落下的过程质心保持铅直直线下降,由此条件可以解出(1)(2)答案。
: 但(3)求落地瞬间速率,我直觉想到利用力学能守恒,位能转换成动能。
: 但动能包含质心平移动能及转动动能,这个部分我就不知道怎麽列出算式?
: 若想成落地瞬间,因为以经贴近地面,且有一端始终贴在地面上,
: 我嚐试假设贴地的一端小球速度接近零。
: 因此,系统位能全部转换成另一颗小球的动能。
: 这样解出的答案是
: V1=0
: V2=√(2gL×sinθ)
: 但我没有正确答案,也不知道是否正确。
: 请各位大大赐教,感恩~
因为脑袋不清楚, 我在上一片推文写得乱七八糟的. :D
假设向上为 +z.
1. 左球不会有 +z 方向的速度.
因为桌子的正向力顶多只能抵销连杆跟重力.
理想刚体的桌子本身, 并不会让球弹起来.
2. 连杆是刚体, 所以两颗球绕质心的运动一定是画圆.
这也是说, 速度一定垂直於杆件的指向.
因此杆子躺平的时候, 两颗球只有 z 方向可能有速度.
在质心座标的 z 轴, 左球 +v 的时候, 右球 -v.
退到世界座标的时候, z 方向的质心速度都是由右球贡献.
所以左球 0, 右球 -2v, 质心 -v.
因此系统位能全部转换成右球的动能无误.
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新诗练习:新鲜。踩破初春里的狗大便;不经意的沧桑,满溢着嫩黄的喜悦。
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1F:推 alenbe: 谢谢大大说明 07/12 06:45
2F:推 hwider: 原来如此啊,谢谢 07/18 21:32