[解題] 高中物理 轉動 寶特瓶滾動
1.年級:
2.科目:物理
3.章節:轉動
4.題目:
這是一個實驗,但我不知道該怎麼解釋。
有三個相同大小的寶特瓶,其中兩個裝水,一個裝半滿,一個全滿,另一個寶特瓶裝
滿太白粉,他們同時於一個斜面上滾落,滾動的速度為 半滿水=全滿水>滿太白粉。
(就是裝水的比較快到達斜面的底)
影片:http://home.phy.ntnu.edu.tw/~haha90/content/fun_exp/index.htm
(左邊選 寶特瓶賽跑)
5.想法:
我現在有兩種假設,但都不能完整解釋這個現象。
假設一:水不和瓶子一起轉動。
這這種情況下,半瓶水和一瓶的水轉動慣量相同(因為水不參與轉動,所以轉動慣
量只算寶特瓶身),力矩的部分是由寶特瓶和斜面產生的摩擦力乘上寶特瓶的半徑,
如此,力矩會正比於整個系統的重量(寶特瓶+水),但這樣算下來,角加速度就會
不同,因此這個想法不能解釋兩個不同容量的水滾動速度一樣。
不過水瓶跟裝太白粉的瓶子卻可以比較,因為瓶中的太白粉會參與轉動,所以裝有太
白粉的瓶子轉動慣量比較大,所以角加速度比較小。(水的密度>太白粉的密度)
假設二:水會和瓶子一起轉動。
如此,裝滿的水平的轉動慣量應為半滿的兩倍,而因為力矩正比於重量,所以角加速
度一樣。但這個想法不能解釋水瓶和太白粉瓶的狀況,水瓶和太白粉瓶的力矩和轉動
慣量比應為(水瓶重量):(太白粉瓶的重量),如此角加速度應該一樣。
請大家幫我想一想吧~
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