Re: [題目] 力學能守恆

看板Physics作者 (我的冒險生活)時間13年前 (2012/04/16 17:10), 編輯推噓3(3030)
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※ 引述《ch110125 (我好喜歡熊)》之銘言: (43) : 推 condensed:其實b大已經說的蠻清楚了,如果只有√(gr),上半部就會 04/14 19:13 : → condensed:脫離軌道。 04/14 19:13 : → chungweitw:Without any argument, let's check v when L=2 pi R. 04/15 10:31 : → chungweitw:The suggested answer gives v = sqrt(gR), which is 04/15 10:32 : → chungweitw:the same as the case of a single particle. This 04/15 10:32 : → chungweitw:doesn't make any sense. 04/15 10:32 : → chungweitw: sqrt(5gR) 04/15 10:32 : → condensed:不太懂樓上的意思,參考答案指的應該是以√(3gr)運動。 04/15 14:35 : → condensed:若低於此速度,上半圓就會因為向心力過大,脫離軌道。 04/15 14:38 : → condensed:這是我理解到的,所以我目前看不出參考答案有問題。 04/15 14:39 : → mozart39:我本來也以為會脫離軌道 但我現在覺得不會脫離軌道..哈 04/15 22:49 : → mozart39:因為當列車佔滿整個軌道時 是動能最小的時候(因為總位能 04/15 22:50 : → mozart39:最大) 到了總位能漸小的時候 動能漸大 那就不會過不去了 04/15 22:51 這個臨界條件不是單從力學能守恆來的, 只考慮力學能守恆,仍太過寬鬆。 圓周運動的向心力必須滿足F=mv^2/R, 如果速度過小,物體就只能脫離軌道。 : → chungweitw:To condensed ....what I meant was... 04/16 00:30 : → chungweitw:If L = 2 pi R, v = sqrt(5gR) ( according to the 04/16 00:31 : → chungweitw:given answer ). 04/16 00:31 : → chungweitw:However, v =sqrt(5gR) is just the minimal velocity 04/16 00:32 : → chungweitw:to circulate the roller coaster for a particle. 04/16 00:32 : → chungweitw:Requirement for a particle and for a train with 04/16 00:33 : → chungweitw:L = 2 pi R are the same? => doesn't make sense. 04/16 00:33 其實我不確定了解chung大的意思,可能英文的關係? 我再簡單說一下我的想法: 這裡答案和單一質點的情形相同,有可能只是巧合。 個人是不覺得有什麼不合理的地方。 考慮質點和考慮火車,是全然的不同的情況。 單一質點在上升與下降的過程中,是對稱的。 在火車的情形裡比較特別,進軌道的前半程,速度是漸小的。 後半程,因為位能繼續上升的關係,速度持續下降。 因此,為了確保整個過程中,不會因為速度過小而脫離軌道, 在火車繞完一圈的那瞬間,火車的速度至少必須大於√(3gr)。 在這樣子的條件下,根據力學能守恆計算出來的, 正好就是最原PO提供的參考答案。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.112.4.195

04/16 17:24, , 1F
重點應該還是在於√(3gr)是怎來的,考慮最高點的力學分析嗎?
04/16 17:24, 1F

04/16 17:30, , 2F
我的疑問跟樓上一樣,√(3gr)是怎來的?
04/16 17:30, 2F

04/16 17:32, , 3F
是根據哪一點?以什麼條件下去做分析?
04/16 17:32, 3F

04/16 17:34, , 4F
當列車頭繞一圈至最低點與列車尾進入圓形軌道這段時間內
04/16 17:34, 4F

04/16 17:35, , 5F
列車的速率是不可能變的,為什麼此時速度至少必須大於√(3gr)
04/16 17:35, 5F

04/16 17:37, , 6F
而且在列車佔滿圓形軌道時此時系統所具有之重力位能為最小值
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04/16 17:38, , 7F
說錯~重力位能為最大值,列車動能為最小值
04/16 17:38, 7F

04/16 17:39, , 8F
考慮這時候各點速率一樣好了,各點作圓周運動所需之向心力由
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04/16 17:40, , 9F
重力指向圓心方向的分量與軌道給予的正向力提供
04/16 17:40, 9F

04/16 17:41, , 10F
正向力最小值會發生在哪裡? 若正向力小於零即不與軌道接觸
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04/16 17:42, , 11F
各點速率一樣,則各點的向心力相同,則可知正向力的最小值會
04/16 17:42, 11F

04/16 17:43, , 12F
發生在最高點,此時向心力最小值極為所受的重力不是嗎?
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04/16 17:44, , 13F
向心力最小值~不就可推得此時速率的最小值?
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04/16 17:45, , 14F
又或許我有其他考慮不周的地方,煩請大大開示 ><"""
04/16 17:45, 14F

04/16 18:10, , 15F
先去吃飯,晚點回你。
04/16 18:10, 15F

04/16 19:27, , 16F
From the energy point of view, v(L) should be a
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04/16 19:28, , 17F
strictly decreasing function of L.
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04/16 19:29, , 18F
v(L=0) = sqrt(5gR), and therefore v(L=2 pi R)
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04/16 19:29, , 19F
should be less than sqrt(5gR).
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04/16 20:59, , 20F
力學能列式+張力做功+向心力列式 三式聯立即可求解
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04/16 21:21, , 21F
我跟mhch想法依樣 另外 更號gr的答案 在位能最高時為何不行
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04/16 21:23, , 22F
如果是單一質點 3 9點的速度需是更號3gr 但當時位能不是max
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04/16 21:24, , 23F
但此題是位能已是最大時的狀態 速度是更號gr 之後的速度只有
04/16 21:24, 23F

04/16 21:26, , 24F
增加,所以要怎麼解釋更號gr的速度會讓在3or其他點的車廂脫離
04/16 21:26, 24F

04/16 21:29, , 25F
我可能有其他地方沒考慮到,我一直在等condensed大吃完飯回應
04/16 21:29, 25F

04/16 21:29, , 26F
可是現在好睏~快撐不下去了 T_T
04/16 21:29, 26F

04/16 22:14, , 27F
我剛回來...等我一下XD
04/16 22:14, 27F

04/16 22:23, , 28F
我要整理一下思緒,順便重新思考一下上面各樓的想法。
04/16 22:23, 28F

04/16 22:24, , 29F
m大睏了就早點睡吧,保重身體要緊啊 @@
04/16 22:24, 29F

04/16 22:33, , 30F
重新考慮後,我同意m大的答案。考慮繞完一整圈的瞬間,
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04/16 22:34, , 31F
速度是 根號gr ,再以力學能守恆計算初速。
04/16 22:34, 31F

08/13 16:40, , 32F
是根據哪一點?以什麼條 https://muxiv.com
08/13 16:40, 32F

09/17 14:37, , 33F
我的疑問跟樓上一樣,√ https://daxiv.com
09/17 14:37, 33F
文章代碼(AID): #1FY-7hIo (Physics)
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