作者umdm (umdm)
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标题Re: [求助] 高中浮力 (加速运动向下的球 问磅秤读数)
时间Sun Jun 19 21:34:12 2011
※ 引述《stampete (猫头鸟)》之铭言:
: 这题很好玩,让我来讨论一下
: 我觉得答案是对的
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: 首先想和umdm老师讨论的是
: 内力虽然是看如何圈系统没错,但我们一般在讨论内力时,若有加速度的产生
: 应该内部的两作用部分都各有加速度,就像传统内力题目斜面上滑下一木块那样
: 斜面和木块都会得到加速度,使得质心加速度为0,我们才视为内力
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挑个小毛病,此状况的质心加速度不为0,且斜面受外力与否,只要把斜面和木块
圈为系统,木块与斜面间的作用力,就视为内力,你不论怎麽分析,都是作用力
与反作用力(正向力、摩擦力...都是)
: 若同一题中,用墙壁把斜面挡住,木块滑下时,斜面无法得到加速度(被挡住)
: 就势必会施一个力给墙壁
: 而这个力的反作用力,就会让"斜面-木块"的系统产生质心加速度
: 以这题而言,铁块加速下降,势必会给"水-容器"一个力
: 但此容器被磅秤挡住,最施与磅秤一作用力,故磅秤读数理应增加
: *我刚刚还为此做了一个实验XD
: 我手上拿个椅子站在磅秤上(磅秤读数是我+椅子重)
: 我的身体都尽量不动,把椅子快速往上拉,此时磅秤读数增加
: 等我手停止後,磅秤读数回到我+椅子重
: 由此可知除非拉椅子时我的身体可以往下掉,不然势必会施给磅秤一个力
你的实验作力分析为:
↑F(你给椅子的力)
[椅子] ↑a
↓椅子重(mg)
↓F(椅子给人的力)
[人]
人的重量(Mg)↓↑N(正向力)
由椅子力图可知: F - mg = ma => F = m(a+g)
由人力图可知: N= F + Mg => N = Mg + m(a+g) 必大於椅子+人的重量
起因於人与椅子之间的作用力,人给予椅子大於椅子重量的力,故椅子给予相等
大小的反作用力,使人所受的正向力(磅秤读数)增加
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: 给justin
: 我相信从第2题中,你应该了解为什麽磅秤读数是W+B(力解析的结果)
: 第4题的算法一模一样,磅秤读数依然是W+B
: 只是这个B有一点改变而已
: 浮力来源是压力差,压力来源是水的重量,重量大小跟g有关
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: 所以浮力大小其实跟加速度(不一定要重力加速度)是有关的
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基本上没错,浮力是跟力场相关,但前一句你也说拉,浮力来源是压力差,
静流体的压力来源是流体的重量,而重量大小是跟力场相关
由於水杯没有作加速度运动,故所处的力场还是 g 而非 a+g,所以我才认为浮力
没有变。
: 这题相对於铁块,整个容器+水都加速,自然浮力也会受到这个a的影响
做加速运动的是铁块,不是水和容器,故铁块才适用假想力,水和容器不适用。
换个例子想,今天A在电梯内量磅秤,电梯以a↓,问A看电梯外的B量磅秤(B静止於地面)
,A所看到B的磅秤读数为何?
ANS:还是B的重量。
套你所想的,A作等加速度向下,故A看到B所受的力场为 g-a,故磅秤应该秤出比B的重量
小的值。
你觉得这样想对吗?
今天题目依旧,是铁块作等加速度(A),而水和容器(B)静止,故水和容器所受的力场为 g
: 所以才会有第一条先算B是多少的算式
: 大原则完全不变S=W+B,改变的是B的大小,所以答案不一样
: *浮力跟加速度的相关性,其实不只大小,连方向都是
: 有一个很常见的题目:在公车中拿一个氢气球,公车启动时氢气球会往哪里跑?为什麽?
: 大家都会说「往前跑」(正姊)
: 至於为什麽,大家几乎都说「因为惯性,空气留在原地(後面)所以气球往前」
: 但这个原因我总是想打个大问号,倘若真是如此
: 公车启动时,司机周围应该会形成真空,最後座部分应该会累积强大的气压
: 所以司机体验真空(加速时间越久,真空持续时间越长)之後
: 车内会形成一股由後往前吹的大风
: 同理,公车刹车时,换最後面的乘客体验真空,而後会有一股由前往後的大风
: 於是想试试最平民化的真空体验,就去搭公车!捷运更好,加速更快XD
: 事实上却没有这种事发生压~~justin要不要试着想一下真正让气球往前的原因呢?
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