Re: [問題] 腳踏車前進

看板Physics作者 (貓頭鳥)時間13年前 (2011/01/15 04:05), 編輯推噓9(9030)
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※ 引述《lovingblue (XXX)》之銘言: : 請問一下各位 : 腳踏車腳踩踏板加速前進的時候 : 後輪所受的摩擦力是向前 前輪所受到摩擦力是向後 : 那為什麼腳停止踩動踏板時讓腳踏車自由滑行 : 此時後輪前輪摩擦力都是向後呢? : 我的想法是 : 若腳踏車面向我 向右前進 輪胎旋轉方向看起來是順時針 : 停止踩踏板後 後輪應該還是受到向前的摩擦力 : 但此時因為鍊條沒有持續給後輪順時針旋轉的力矩 : 不斷受到向前摩擦力的結果就是使後輪停止轉動 : 這樣的想法不知道哪裡出了問題?? : 這是北模的考題 : 答案是:停止踩踏後 ,前後輪摩擦力都向後 : 麻煩各位了 編講義熬夜中,抽空討論一下 乍看這個題目讓我很感興趣,腦袋瞬間好像活起來了,比蠻牛還有效哩!! 這題我的想法只在一個點 => 假如沒摩擦力會發生甚麼事? 先分析腳踏車構造 加速時 => 後輪會被轉動 , 前輪只是傻傻的跟著整個車子走 停止踩踏 => 前後輪都只是傻傻的跟著車子走 現在~萬能的天神,請把摩擦力變不見吧~(請想像腳踏車在下雨後的泥巴堆裡) 加速時:1.後輪不停的被轉動(鏈條驅使),但因為沒摩擦力所以只能原地空轉 如果把摩擦力放回去,輪子就會受到"地板向前之摩擦力"而前進。 (這裡請參考petwing大的推文,在此不贅述) 2.前輪本身只是傻傻的跟著前進,原本沒有轉動的前輪 沒摩擦力時只會"往前滑"(請想像抹超多油的保齡球道,這時候阿罵最強!!) 在受了"地板向後之摩擦力"後,才會變成用滾的前進。 停止踩踏時:前後輪都是傻傻的跟著前進,所以沒摩擦力的話,都只會"往前滑" 但是受到"地板向後之摩擦力",才會變成用滾的前進。 結論:加速時後輪(加速輪)會受到向前之摩擦力,且此摩擦力可以幫助前進 前輪則是受到向後之摩擦力,此摩擦力可以在輪胎轉向時讓前進方向改變 停止踩踏時,前後輪都是受到向後之摩擦力,因為兩顆輪胎都只是傻傻的前進而已 雖然加速時和不踩踏時,兩顆輪子看起來都在轉 騎在上面的人也不會有"換檔"之類的切換感覺(假如摩擦力要手動調整,一定會大翻車XD) 但是大自然的運作卻配合得如此巧妙 大概只有學物理的人可以感受到這種美感吧 -- 教授:磁場可以固定物質,一顆天體磁場越強的地方往往會束縛住越多粒子 學生:那一個女人被束縛在男人身邊,也是因為磁場對了囉? 教授:...... -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 118.166.141.173 ※ 編輯: stampete 來自: 118.166.141.173 (01/15 04:11)

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或許編講義的時候可以加入一個看似單純而耐人尋味的思考
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題目:一個輪胎純滾動,漸漸慢下來...
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這是個好議題呢,而且根據年紀不同可以探討的東西也不同!
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推這篇
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不對,當停止踩動的時候(假設踩動時為純滾),接觸地面那點
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相對於地面速度為零,此時摩擦力為零。
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真正原因是當考慮輪胎為非剛體時,摩擦力才會作用。
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01/15 13:22, , 8F
雖然你可能不是這個意思,但是憑相對速度為零就判斷
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摩擦力為零是不對的,靜摩擦力呢?
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另外為什麼輪胎為非剛體的時候摩擦力才會作用呢?
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"不會在受力下變形的輪胎也可以有摩擦力"這個假設在
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可以不矛盾地存在不是嗎?
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輪子轉動部位的軸承也可能有摩擦力不是嗎?
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請問接觸點哪個方向都不想走 會有摩擦力嗎 ?
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軸承摩擦力要考慮是另外一回事
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考慮非剛體效應,接觸才不會是一個點,而是一個面。
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我想反駁的是原PO說的當停止踩動時,前後輪都傻傻的前進。
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原PO應該考慮到輪子有角動量,所以前後不是傻傻前進而已!
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那麼為何"當考慮輪胎為非剛體時,摩擦力才會作用"
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"當停止踩動的時候(假設踩動時為純滾),接觸地面那點
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相對於地面速度為零,此時摩擦力為零"的真正原因呢?
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腳踏車可能會解體吧
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因為停止踩踏的瞬間,鋼體輪胎沒有除摩擦力以外的力施於
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上面,但地面與輪胎接觸處卻又是相對靜止,所以不需要任
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何摩擦力來平衡此相對靜止的狀況
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(除了正向力以外)
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另外,以上必須在輪胎與轉軸無摩擦力的狀況下才對
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01/15 20:06, , 29F
當輪胎為非鋼體時,輪胎胎面受壓會變形,造成摩擦力
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01/15 21:57, , 30F
輪胎胎面變形會造成阻力,可是那是我們通常所指的摩擦
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01/15 21:57, , 31F
力嗎?
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01/15 22:03, , 32F
在地面與輪胎不能有相對滑動且摩擦係數又不為零的狀況
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01/15 22:05, , 33F
(抱歉我的上面這一行請忽略)
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01/15 22:08, , 34F
(請21:57後都忽略)
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01/15 23:13, , 35F
當然不太一樣囉
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08/13 16:01, , 36F
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09/17 14:01, , 37F
或許編講義的時候可以加 https://daxiv.com
09/17 14:01, 37F

01/02 14:39, 5年前 , 38F
相對於地面速度為零,此 https://daxiv.com
01/02 14:39, 38F

07/06 22:51, 4年前 , 39F
考慮非剛體效應,接觸才 http://yaxiv.com
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