作者obelisk0114 (追風箏的孩子)
看板Physics
標題[題目] 擺撞彈簧
時間Sun Jul 25 01:44:04 2010
[領域] 力學
[來源] 和同學討論到的
[題目] 一條長度L質量不計的線,底下繫一個質量m的物體,擺線與鉛直軸夾角θ
在擺盪到最低點時,恰好會撞到一個彈力係數k的彈簧,此碰撞為彈性碰撞
1.若彈簧質量不計,則擺反彈之後的最大高度及彈簧的壓縮量為何?
2.若彈簧質量2m而且是均勻的,則擺反彈之後的最大高度及彈簧的壓縮量為何?
[瓶頸] 第一題我認為反彈的最大高度不變,彈簧壓縮量為無限大
但是這應該不可能,應該沒有壓縮量無限大這回事
第二題的解法,我想會不會類似於一個質量不計的彈簧,連結質量m的物體
利用位能轉換為動能求出最低點的速度,然後利用彈性碰撞的公式求出
兩者的速度,再利用能量守恆算出高度及壓縮量
算式: 1/2*mv^2 = mgL(1-cos(θ)),v=√(2gL(1-cos(θ)))
彈簧的速度:2/3*√(2gL(1-cos(θ)))
彈簧的壓縮量:1/2*m*4/9*2gL(1-cos(θ)) = 1/2*kx^2
得x = √(8mgL/9k*(1-cos(θ)))
反彈的速度:-1/3*√(2gL(1-cos(θ)))
反彈的高度:mgh = 1/2*m*1/9*2gL(1-cos(θ))
得h = 1/9*L(1-cos(θ))
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這是個最好的時代,也是個最壞的時代,是最光明的時代,也是最黑暗的時代
藏龍臥虎今懦夫,
鏡裡罪容化成無
人情冷暖難回首,
留多少傷心事
一沙一世界,一花一天堂,掌中盈無限,剎那即永恆。
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◆ From: 140.112.239.154
1F:推 jeromeee:因為第一個還有一個能量守恆的因素 07/25 09:51
2F:→ HDT:...這題力學能守恆啊 最大彈力位能=最大重力位能 07/25 14:19
3F:→ HDT:喔 彈簧不是固定的= = 那就...我想想 07/25 14:20
4F:→ obelisk0114:一端固定 07/25 23:54
5F:→ HDT:那就最大彈力位能=最大重力位能啊 07/26 01:32