作者harrey810719 ()
看板Physics
標題Re: [問題] 急問鉛球滑落能造成多少作用力?
時間Sat Apr 16 14:43:59 2016
※ 引述《l000kgw (o'_'o)》之銘言:
: http://i.imgur.com/Vl1vziH.jpg
: 如圖
: 不鏽鋼半圓滑槽:厚度5毫米,內半徑為60毫米,與水平成30度角。
: 鉛球質量3公斤,直徑10公分。槽道水平段內壁最低弧點位置地面12公分。
: 這是模擬船隻撞擊橋墩的裝置,所以必須算出鉛球能造成多少集中力。
: 目前有兩個版本:
: 用功能原理,位能換成動能
: 求出速度,再用mv=F。dt
: 接觸時間用0.1秒來算的話
: 作用力有132.87公斤
: 另一個版本是說鉛球到底部是成水平,用滑落時的加速度再乘上質量(F=ma),大約結果為一點多倍的鉛球質量
: 兩者差異很大…雖然看起來是高中物理不過還是被搞混了…
: 有版友能幫忙算出正確的數值嗎
: 感激不盡!
: -----
: Sent from JPTT on my HTC_D816x.
簡單回應一下,第一個方法稍微正確一點,
考慮動量變化,接觸時間0.1秒所算出的力代表的是「將鉛球用0.1秒停下來所施的力」
但這實驗應該會發現鉛球從撞到障礙物後會回彈,
假設是彈性碰撞,動量變化應該是2mv,另外接觸時間也會極大地影響瞬間施力。
我覺得要應用到船隻跟橋墩的話,要對接觸時間做很小心的估計,畢竟兩者都不是剛體。
而且船隻撞橋墩肯定比彈性碰撞複雜的多,
拿遙控船去撞一個橫躺的磅秤,或是去撞真的障礙物並且高速攝影可能還容易一些。
第二個方法F=ma代表的是「讓鉛球維持這加速度所施的力」,
跟你想算的障礙物受力一點關係都沒有,這個力就只是來自於重力。
真正要用F=ma算出障礙物受力的話,a應該要代鉛球從撞擊前跟撞擊後的Δv/Δt,
就跟上面方法的「接觸時間內的動量變化量」是一樣的。
會搞混是因為你的a的算法不正確,不是用滑落時的加速度,而該用撞擊前後的加速度。
但要正確估計加速度就要有一個正確的Δt,這個部份我沒有好的方法,
只能請其他高人板友幫忙了。
有錯請不吝指正,謝謝各位。
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.112.32.163
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Physics/M.1460789041.A.69A.html
1F:推 l000kgw: 大大,如果接觸時間delta t用0.1秒來看呢? 04/17 00:02
2F:推 l000kgw: 碰撞的力,一半給鉛球,一半給橋墩,這樣橋墩受力是多少 04/17 00:19
3F:→ l000kgw: ? 04/17 00:19
4F:→ l000kgw: 能不能估個值,保守一點也沒關係,因為沒求出受力,尺寸 04/17 00:21
5F:→ l000kgw: 沒辦法設計 04/17 00:21