Re: [問題] 彈簧與滑塊
這邊我覺得無質量的彈簧實在超詭異的,
根本沒辦法用自己對彈簧的印象去想像問題跟解決問題..
比如說:
真實的彈簧有可能過了原長繼續向上伸出去,
如果滑塊動摩擦力太大甚至有可能還接觸著,
但一旦質量變成零,像你說的那樣,
超過原長而不與滑塊接觸,是不可能的..
所以它會在彈回原長時乖乖的停住,
而且不管摩擦力跟滑塊條件如何,只能有唯一一個脫離的點,就是彈簧原長..
超奇怪的.
因為脫離了現實,超越日常的想像,所以我接受純粹邏輯+定律的推論.
(不然總是很希望有圖像的說服)
※ 引述《droo (史搭巴)》之銘言:
: 其實是我的敘述方式,把事情反過來敘述比較方便說
: 讓我再講清楚一點:
: 高中階段所有的彈簧皆為沒有質量
: 在這個假設下
: 不管它在什麼運動狀況下其合力必為零
: 由於牛頓第三運動定律,上述即為
: 「不管它在什麼運動狀況下,其必向兩端施以等大反向的力量」
: 力量量值可以以F=kx來做計算
: 回到題目
: 當滑塊滑到其可能的最底一直到脫離彈簧
: 這段期間彈簧是處於回復的狀態
: 依照前述,彈簧在此狀態也必須向兩端施以等大反向的力量
: 隨著彈簧的回復,施予兩端的力量也隨之減少*註一
: 一直到了回復到原長時,彈簧沒有施力給滑塊,
: 彈簧與滑塊相接的方式導致彈簧無法施拉力給滑塊
: 但是滑塊有速度會繼續運動,所以滑塊脫離彈簧
: 註一
: 問:如果在彈簧回復過程中就脫離呢?
: 答:依照理想彈簧的假設,回復過程中是不會脫離的,
: 因為回復過程中彈簧有壓縮量,必以接觸方式將力傳達給兩端
: 問:如果彈簧速度比較慢呢?
: 答:彈簧本身沒有質量,彈簧的a=?
: 現實狀態是應該要用速度討論,但是在理想假設下,此討論將不太適合
: 有時候順反只是我們的直覺,但並不關乎邏輯對錯,以下舉兩例:
: 例一
: 「如果彈簧有質量其速度又在改變,可知道其兩端受力必不相同」
: 這樣的想法看起來也是反過來,但是其實是正確的
: 例二
: 「我施力給牆壁,所以牆壁施力給我」
: 因為牛頓第三定律知道力量同時出現同時消失,可互為因果
: 所以敘述可以改成「牆壁施力給我,我也施力給牆壁」
: 是不是怪怪的呢?但其實也是正確的
: 以上是小弟的看法,請多多指教!!!
: ※ 引述《yjn145 (gg)》之銘言:
: : 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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