作者new188 (188)
看板Physics
標題[問題] 被一個簡單的高中物理問題混淆...
時間Tue Dec 20 02:11:59 2011
這是我在家教時遇到某一題然後困惑了..
以下題目是我設計的，只把我卡住的地方呈現出來
物體質量m，從高處自由落下，落地時接觸地面前瞬間速度為Vo
接觸地面後瞬間速度為V，與地面接觸時間為t，問:
接觸地面瞬間，物體受地面平均作用力F為?(重力加速度為g)
答案是
F=m(V-Vo)/t
還是
F=m(V-Vo)/t + mg?
根據解答的邏輯，答案是2
這又衍生出另一個問題:重力是否會影響反彈後的速度大小?
也就是固定初速Vo，兩物體在鉛直方向上做正向碰撞(g方向)
那麼在有重力場及無重力場兩種情況下末速V是否一樣?
(A物體初速Vo，B物體靜止且固定住；mB>>mA)
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◆ From: 114.41.74.61
1F：推 misstoomuch:我想應該是2沒錯 因為他關注在"接觸地面瞬間" 所以除 12/20 02:28
2F：→ misstoomuch:了速度改變造成的力 還要考慮地面的正向力 12/20 02:29
3F：→ misstoomuch:如果是問已經反彈的狀態 那答案應該是1的形式 12/20 02:30
4F：推 misstoomuch:而且我想題目應該改成:接觸地面"時"瞬間速度為V 12/20 02:32
但我想說在接觸時即使時間短，
也是一段時間，況且這段時間內物體速度不斷在變化?
5F：→ misstoomuch:另外衍伸問題:當然會呀 如果沒有重力 狀況等同水平碰 12/20 02:36
※ 編輯: new188 來自: 114.41.74.61 (12/20 02:36)
6F：→ misstoomuch:撞(重力不影響) 鉛直碰撞則有外力持續作功 會有一加速 12/20 02:37
7F：→ misstoomuch:度要考慮 12/20 02:37
8F：→ misstoomuch:抱歉 我不太懂你修文中的問題耶 = = 我考慮的很簡單 12/20 02:42
9F：→ misstoomuch:物體有碰到桌子 那就要考慮正向力 只有這樣 12/20 02:43
10F：→ misstoomuch:假定現在V=Vo=0 那是靜止物體沒錯吧 那桌子對物體的施 12/20 02:43
11F：→ misstoomuch:力就回歸到F=正向力 靜物置於桌上 12/20 02:44
12F：推 condensed:我覺得答案是 F = m(V-Vo)/t - mg 12/20 11:11
13F：推 buttercrab:不好意思 那個v 比v0大 還是小? 如果是小又不為0 12/20 13:45
14F：→ buttercrab:原po考慮的是某時段內的接觸情形囉 12/20 13:46
15F：→ buttercrab:如果是大 可能是像水球破裂的狀況 那答案跟2就不一樣 12/20 13:47
16F：→ buttercrab:一般來說 如果t是全程時間 V會是0對吧 12/20 13:48
喔 拍謝 我單純只是想考慮物體自由落下碰撞地面時所受衝量的問題
所以一般情況是V<Vo，接觸時間很短
我會混淆主要是因為我覺得物體受重力作用時做碰撞，
若是重力會影響碰撞後速度，那平均作用力應該為F=m(V-Vo)/t
也就是此值已經包含了物體本身的重力mg?
※ 編輯: new188 來自: 140.125.96.115 (12/20 15:10)
17F：推 mozart39:我覺得答案是 F = mg-m(V-V0)/t.. 哈 12/20 17:27
18F：推 Griffiths1:顯然是2 12/20 17:55
19F：推 ntust661:我反而覺得是 1 12/20 20:12
20F：→ ntust661:不好意思 我沒看清楚你的題目 12/20 20:13
21F：推 profyang:淨力產生衝量m(V-V0) 不是很明顯是2嗎? 12/20 20:14
但是淨力不是已包括mg了嗎?為何最後還要把mg加回來?
22F：推 ntust661:平均作用力不應該包含重力的 12/20 20:17
23F：→ ntust661:因為在碰撞過程中 你畫衝量圖可以知道 重力影響會 = 0 12/20 20:18
碰撞過程中重力不影響兩者接觸力嗎?
不會因為重力的關係使兩者之間多個正向力N=mg?
24F：→ ntust661:所以我還是覺得 1 是對的 12/20 20:18
25F：推 profyang:受地面作用力啊~所以加上重力合力造成的衝量是m(V-V0) 12/20 21:13
嗯嗯 我想法跟你應該是一樣的 碰撞時的作用力已包含重力了
所以我認為最後不該再加上mg 而我這邊說的作用力也是合力、也是淨力
※ 編輯: new188 來自: 140.125.96.115 (12/20 22:25)
26F：推 buttercrab:恩 可是 題目是地面給物體的平均作用力 12/20 22:46
27F：→ buttercrab:根據物體做力圖列式 F=ma 其中F包含重力與地面力 12/20 22:47
28F：→ buttercrab:所以 小弟淺見 還是有mg才是對的 各位覺得呢 12/20 22:48
29F：推 spencer90235:分析地面受力比較清楚 12/20 22:54
30F：推 zealeliot:我覺得是2 平常我們說的碰撞其實沒有考慮兩物間重力 12/21 01:14
31F：→ zealeliot:因為平常碰撞的重力太小了 如果深入考慮應該是要加上 12/21 01:14
32F：推 ntust661:樓上 那不覺深入考慮@@...那是極限出來的結果XD 12/21 02:03
33F：→ zealeliot:你的極限意思是比出來的結果還是? @@ 12/21 02:11
34F：推 nomoyang:2。因為碰地t秒內，mg也有給物體衝量 12/21 12:07
35F：推 profyang:啊?我看錯題目嗎?你不是問"受地面平均作用力F為?"這個嗎? 12/21 13:28
36F：→ profyang:這加上重力才是它受到的淨力啊~ 12/21 13:28
37F：→ profyang:仔細看了一下原PO題目所述,答案應該是F=m(V+Vo)/t+mg才是 12/21 13:45
38F：推 ntust661:衝量圖上要畫的是衝量 不是力@@... 12/21 13:56
39F：推 profyang:等等 或者是我會錯意了 原PO要問的F究竟只是正向力還是 12/21 14:25
40F：→ profyang:"整個地球對球的作用力"?如果是前者答案是2,後者就是1了 12/21 14:26
41F：→ profyang:不過照題目的敘述和一般這種題目的邏輯 地面對球作用力 12/21 14:27
42F：→ profyang:應該就只是指正向力而已吧 12/21 14:27
43F：→ profyang:所以正向力+重力=球所受到的合力 12/21 14:28
44F：推 goonadiet978:個人是支持ntust661的論點，若只問地面給的平均作用 12/21 14:39
45F：→ goonadiet978:力，那就是單純的Y方向的動量時變率，若是問球受到的 12/21 14:40
46F：→ goonadiet978:淨力才要把重力再拉進來，而淨力=F-MG(正負號表方向) 12/21 14:41
47F：→ goonadiet978:再做碰撞的時候時間通常是極短的，此時的重力加速度 12/21 14:42
48F：→ goonadiet978:造成的速度變化其實非常小，而平均作用力在瞬間產生 12/21 14:43
49F：→ goonadiet978:的加速度相較之下非常大，才是造成速度變化的主因 12/21 14:44
50F：→ goonadiet978:而Y方向的動量本來就沒有守恆這樣，有誤請指教~ 12/21 14:45
51F：推 johnwalk7:原PO好帥 12/24 00:43
52F：推 MUMUKON:推profyang 普物 高中物理都是將地面作用力N與重力W分開看 12/25 12:39
53F：推 MUMUKON:地面的作用力要-W不過是 -(-mg) 所以2 無誤 12/25 12:42
54F：推 realtemper:合力＝地面對物體之正向力+物體重力 12/26 01:23
55F：→ realtemper:(1) (2) 12/26 01:23
56F：推 Thomaser:恩..幫上面翻譯就是:問合力平均值答案是(1)，若問地面對 12/31 01:03
57F：→ Thomaser:物體力的平均值答案就是(2) 12/31 01:04