Re: [問題] 彈簧與滑塊
※ 引述《droo (史搭巴)》之銘言:
: ※ 引述《YmemY (**米)》之銘言:
: : 問題是這樣的:
: : 有一個斜坡,斜坡底端沿著斜面有一彈簧,
: : 原本靜止的滑塊從斜坡頂端滑下,經過一段位移之後,接觸彈簧,然後彈簧被壓縮,
: : 最後彈回滑塊,上升到相對最高點.過程中一直都有動摩擦力.
: : 想請問,如果以整個系統能量守恆的觀點來看,
: : 滑塊一開始的位能=最後滑塊的位能+殘留在彈簧的能量+摩擦力消耗的功
: : 這彈簧最後的狀態要怎麼找?
: : 另外,我能求出滑塊在哪個位置離開彈簧嗎?
: : 我的想法是,離開前的瞬間,彈簧端點與滑塊速度一樣,下一個瞬間彈簧慢,滑塊快.
: : 但我不懂如何直接分析彈簧端點的速度與加速度,
: : 在接觸的過程中應該非簡諧運動..
: : 請各位指教~謝謝!
: 彈簧沒有質量,m=0
: 代入F=ma=>F=0,可以得知兩端受力必須等大反向
: 依題意,彈簧一端接於斜面底端一端接於滑塊
: 若在平衡點脫離,因為平衡點不等於原長,所以彈簧勢必有伸長量
: 代表斜面底端一定有給彈簧力量,假設其為F1
: 但是彈簧接於滑塊的那端,因為滑塊脫離沒接觸,所以不受外力
: 推得此彈簧受到的總外力為F1
: 此時,彈簧並沒有滿足「無質量假設的結果F=0」
: 所以為了滿足其假設
: 必在伸長量為0的時候脫離,也就是原長!!!
: 老米好久不見阿:)
感謝這位版友回答...不過我稍微提供一些看法:
拿平衡點跟原長相比,利用"無質量假設F=0"確實可以得到"物體在原長脫離比較
合理"的結果...,但是這種說法邏輯很怪..原本問題是"為何物體在原長會拖離"..,
結果得到"物體在原長拖離比較合理?",這好像反過來了不是麼?我認為"無質量假設
F=0"這說法無法解釋物體在原長一定拖離...
說法:舉個反例.今天如果讓物體在原長不脫離彈簧,也是符合"無質量假設F=0",為何
物體一定要在原長拖離?
我提出比較正面的看法:物體在繫著彈簧運動時..當物體運動過程若越過原長,則原本
彈簧運動對稱性被破壞,讓彈簧無法給物體作穩定的簡諧運動
,因此物體就脫離彈簧了@@
舉一個常見垂直彈簧為例:今彈簧繫在天花板上而底下掛著物體..今如果在平衡點施力
於物體上使之向下x,如果x<mg/k,則物體會作穩定簡諧運動
,如果x>mg/k,則物體運動會經過原長以上,則彈簧運動性
被破壞,無法穩定讓物體作簡諧運動@@,如果今天是將物體向上
垂掛..則物體會在原長拖離
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