[閒聊] 邱博文高中物理筆記1

看板Physics作者 (= =)時間2年前 (2023/07/31 00:05), 編輯推噓0(000)
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1 在高中物理的範圍,要分析一個物體或多個物體組成的系統的受力,可以使用 解析法,就是將所有受力都分成x軸方向跟y軸方向的分量。這是最普遍的分析受力方法。 拉密定理,又稱正弦定理,這是一個三角函數的定理; 現有一三角形,長度分別為abc,三個角分別為ABC,若故意在這三角型內劃一條垂直於 底邊的高出來,則可以發現這個高分別可以用sinA、sinB、sinC乘以對應的斜邊, 這樣就有三個高了,這三個高又分別對應三個不同的底邊,利用三角形面積公式 可得1/2*ab*sinC=1/2*bc*sinA=1/2*ac*sinB這樣的結果。 這時又故意同除以abc跟1/2,可得sinA/a=sinB/b=sinC/c這樣的結果,這就是拉密定理。 這個定理是以三角形的三個邊為基礎,這樣的話這個定理就是用於三力分析。 還有一個分析力的做法,叫做封閉三角型,這方法同樣是用於三力分析。 ---------------------------------------------------- 2 一開始所介紹最簡單的力, 就是彈簧的彈力。其可用虎克定律來表示,也就是F=K*長度變化量。 彈簧可以串聯或並聯在一起。 兩個彈簧串聯,得到的等效彈力常數K是多少呢? 令這兩個彈簧的彈力常數分別為K1、K2,兩個彈簧串聯後的等效彈簧,等效彈力常數為K。 然後觀察兩個彈簧跟等效彈簧之間,如果等效彈簧的長度變化量為X, 則令這兩個彈簧的長度變化量則是X1、X2, 又因為等效彈簧就是兩個彈簧串聯在一起,又其伸長量為X,可得X=X1+X2。 而串聯在一起的彈簧,受力令其為F1、F2, 對等效彈簧施力,令其為F,就等於同時對兩個串聯起來的彈簧施力。 又對兩個彈簧施的力分別為F1、F2,因為彈簧是串聯的,故F1會等於F2, 而等效彈簧因為是兩個彈簧串聯形成的,故對其施的力也是相同的力,令其為F。 又兩個串聯彈簧的伸長量X1、X2,又要等於效彈簧伸長量X, F=F1=F2與X=X1+X2這兩個方程式,因為要求出等式,故用前者代入後者, 得到F/K=F/K1+F/K2,F對消,得到1/K=1/K1+1/K2。 這就是兩個串聯彈簧,等效的彈力常數。 ------------------------------------------ 3 如果是兩個並聯的彈簧,彈力常數分別為K1、K2,等效彈簧的彈力常數為K, 則K用K1、K2表示的話為多少? 並聯的話,兩個並聯彈簧的伸長度必定一樣,故伸長量X1必等於X2 又等效彈簧就是兩個彈簧的並聯,故其伸長一定也一樣,令其為X, 可得X=X1=X2。又拉長兩個並聯的彈簧,所需力分別令為F1、F2,那麼要同時拉動 這兩個並聯的彈簧,所需的力即為F1+F2,令其為F,可得F=F1+F2。 現有F=F1+F2、X=X1=X2;因要求出等式,故要將後者代入前者,得到KX=K1X+K2X X對消,得到K=K1+K2。 這就是兩個彈簧並聯,等效的彈力常數。 ----------------------------------------- 4 為何兩個彈簧串聯時,這兩個彈簧受到的力是相等的? 令兩個彈簧的受力分別為F1、F2,F1-F2=彈簧質量*加速度=ma, 若題目限定彈簧質量忽略不記,則彈簧質量為0,可得F1-F2=0,F1=F2, 故兩個彈簧受的力是相等;其實就是整段串聯起來的彈簧的受力都相等, 故等效彈簧的受力也跟著會相等。 以上是分析彈簧處在水平姿勢的情形。 那如果彈簧是垂直姿勢呢? 令受力一樣為F1、F2,F1-F2-彈簧質量*G=彈簧質量*加速度=ma, 一樣令彈簧質量忽略不記,則彈簧質量為0,可得F1-F2=0,F1=F2, 故即使彈簧是垂直狀態,兩個彈簧受的力仍是相等; 其實就仍是整段串聯起來的彈簧的受力都相等,故等效彈簧的受力也跟著會相等。 ------------------------------ 5 彈簧有這樣的現象,而繩子也會有相同的現象;也就是當繩子重量不計時, 繩子所受的張力,是處處相等的。 繩子不管是在靜滑輪還是動滑輪,都是一樣的情形。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.229.153.100 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1690733136.A.686.html
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