作者TKB5566 (= =)
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标题[闲聊] 邱博文高中物理笔记1
时间Mon Jul 31 00:05:34 2023
1
在高中物理的范围,要分析一个物体或多个物体组成的系统的受力,可以使用
解析法,就是将所有受力都分成x轴方向跟y轴方向的分量。这是最普遍的分析受力方法。
拉密定理,又称正弦定理,这是一个三角函数的定理;
现有一三角形,长度分别为abc,三个角分别为ABC,若故意在这三角型内划一条垂直於
底边的高出来,则
可以发现这个高分别可以用sinA、sinB、sinC乘以对应的斜边,
这样就有三个高了,这三个高又分别对应三个不同的底边,利用三角形面积公式
可得1/2*ab*sinC=1/2*bc*sinA=1/2*ac*sinB这样的结果。
这时又故意同除以abc跟1/2,可得
sinA/a=sinB/b=sinC/c这样的结果,这就是拉密定理。
这个定理是以三角形的三个边为基础,这样的话这个定理就是用於三力分析。
还有一个分析力的做法,叫做
封闭三角型,这方法同样是用於三力分析。
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2
一开始所介绍最简单的力,
就是弹簧的弹力。其可用虎克定律来表示,也就是F=K*长度变化量。
弹簧可以串联或并联在一起。
两个弹簧串联,得到的等效弹力常数K是多少呢?
令
这两个弹簧的弹力常数分别为K1、K2,两个弹簧串联後的等效弹簧,等效弹力常数为K。
然後观察两个弹簧跟等效弹簧之间,如果等效弹簧的长度变化量为X,
则令这两个弹簧的长度变化量则是X1、X2,
又
因为等效弹簧就是两个弹簧串联在一起,又其伸长量为X,可得X=X1+X2。
而串联在一起的弹簧,受力令其为F1、F2,
对等效弹簧施力,令其为F,就等於同时对两个串联起来的弹簧施力。
又对两个弹簧施的力分别为F1、F2,因为弹簧是串联的,故F1会等於F2,
而等效弹簧因为是两个弹簧串联形成的,故对其施的力也是相同的力,令其为F。
又两个串联弹簧的伸长量X1、X2,又要等於效弹簧伸长量X,
F=F1=F2与X=X1+X2这两个方程式,因为要求出等式,故用前者代入後者,
得到F/K=F/K1+F/K2,F对消,得到1/K=1/K1+1/K2。
这就是两个串联弹簧,等效的弹力常数。
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3
如果是两个并联的弹簧,弹力常数分别为K1、K2,等效弹簧的弹力常数为K,
则K用K1、K2表示的话为多少?
并联的话,两个并联弹簧的伸长度必定一样,故伸长量X1必等於X2
又等效弹簧就是两个弹簧的并联,故其伸长一定也一样,令其为X,
可得X=X1=X2。又拉长两个并联的弹簧,所需力分别令为F1、F2,那麽要同时拉动
这两个并联的弹簧,所需的力即为F1+F2,令其为F,可得F=F1+F2。
现有F=F1+F2、X=X1=X2;因要求出等式,故要将後者代入前者,得到KX=K1X+K2X
X对消,得到K=K1+K2。
这就是两个弹簧并联,等效的弹力常数。
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4
为何两个弹簧串联时,这两个弹簧受到的力是相等的?
令两个弹簧的受力分别为F1、F2,F1-F2=弹簧质量*加速度=ma,
若题目限定弹簧质量忽略不记,则弹簧质量为0,可得F1-F2=0,F1=F2,
故两个弹簧受的力是相等;其实就是整段串联起来的弹簧的受力都相等,
故等效弹簧的受力也跟着会相等。
以上是分析弹簧处在水平姿势的情形。
那如果弹簧是垂直姿势呢?
令受力一样为F1、F2,F1-F2-弹簧质量*G=弹簧质量*加速度=ma,
一样令弹簧质量忽略不记,则弹簧质量为0,可得F1-F2=0,F1=F2,
故
即使弹簧是垂直状态,两个弹簧受的力仍是相等;
其实就仍是整段串联起来的弹簧的受力都相等,故等效弹簧的受力也跟着会相等。
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5
弹簧有这样的现象,而绳子也会有相同的现象;也就是当绳子重量不计时,
绳子所受的张力,是处处相等的。
绳子不管是在静滑轮还是动滑轮,都是一样的情形。
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