作者Morphee (千磨万击还坚劲)
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标题Re: [力学] 一题张力的
时间Sun Jul 30 21:45:36 2006
※ 引述《pobm (气吞万里如虎)》之铭言:
: A rope wraps an angle θ around a pole. You grab one end and pull with a
: tension T . The other end is attached to a large object, say, a boat. If
: the coefficient of static friction between the rope and the pole is μ,
: what is the largest force the rope can exert on the boat, if the rope is
: not to slip around the pole?
: 它是说有个绳子以θ角缠在竿上?????(这是怎麽缠的阿)
: 你用T的力抓住绳子的一端
: 绳的另一端缠在一艘船上
: 如果绳子和竿间的静摩擦系数是μ
: 绳子能拉船的最大力为?
: 设绳子在竿上没有滑动
: 题目是这样对吧
: 可是他第一句我就不太懂了
: 请知道的大大能告诉我
: 谢谢^^
Pole也可以是"柱",这样诠释有没有比较合理呢?
不过竿,也是半径比较小的柱子就是了.
只是我这里按常理来说,
假想你是成龙,饰演一位船工,造船厂的工厂有一艘刚完工的新船,架在岸边
正预备下水,你手上拿着绳子,听着老板演讲,忽然不知为何,船动了起来,滑向海里
但是岸边还有另一条船,如果新船就这样下水, 一定会撞在一起的,但只有你手上握有绳子,
要是你有成龙的俐落,必定会找一个柱子,狠狠绕上几圈!
希望你有画面感了.
事实上,这是很有名的古典问题!
典故是小说中的大力士,第一个解出的人又是伟大的Euler,
祂解出磨擦力跟圈数的关系,这里可以先跟你说答案
磨擦力跟角度是指数的关系(就是有e).
方法很老套,选一小段rope,力分析,近似,忽略高级小量,
积分,OK.
Remark 1.
现在没有考试的压力,我建议你算出解析解(就是方程式)後,
自行做一些数值解(有小数点的数字),如果会让你惊讶,
这题就真正带给你物理了.
你会发现,原来磨擦力可以让一个小孩拉住一艘船!
Rmk 2.
可以有其他种问法,比如说一柱悬空,一绳绕柱,
两端各有一重物M及m,要使两物静止,rope最少要绕几圈?
一题多问,一题多解,一解多题.这种养成习惯,养成能力後
你就可以是不用补习的那种人了.
p.s 会问问题的人就不需要补习,
比如说你遇上两个平行电板,要解电容,
解完以後,你如果会想:那三个平行电板呢?
n个平行电板呢?圆柱型呢?(同轴电缆)
这样纵向推广後,还可以横向推广:
如果介质非真空呢?
如果介质不但非真空,而且还不是各向同性的呢?
(就是介质是空间或角度的函数喔)
要这样想,
你要先能知道那些因素(物理量)可以变化.(这要求你物理知识)
还要知道可以怎麽变?线性,指数变化,跃变...?
(这要求对物理实质的想像力,数学能力.)
这背後是一整套的物理故事,需要数学语言来描述,
你就会很自然得去学很多数学了.
(而非跟着补习班的进度学.)
如果有这种"推广"的能力,然後有勇气跟知识去假设已知未知,
这样玩上几次,你的能力就会超越那些补习的人.
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◆ From: 61.223.206.202
※ 编辑: Morphee 来自: 61.223.206.202 (07/30 21:58)
1F:推 pobm:谢谢M大^^ 我好好想一想 07/31 12:44
2F:推 pobm:你的比喻很生动耶~~我有画面感了^^ 07/31 12:53
3F:推 pobm:请问θ是什麽之间的夹角 07/31 13:05
4F:推 jingwoei:绕绳的夹角 07/31 22:19
5F:推 Morphee:请问一下 你在那里看到这题的? 08/01 13:18
7F:→ pobm:网站里面的课本第一章例题第二题 08/01 15:58
8F:推 pobm:请问是绕绳跟谁的夹角 08/01 17:56
9F:→ pobm:还有为什麽没有给圈数呢 08/01 17:56
10F:推 topractise:推............ 08/02 19:02