Re: [求助] 高中浮力 (加速運動向下的球 問磅秤讀數)
※ 引述《stampete (貓頭鳥)》之銘言:
: 這題很好玩,讓我來討論一下
: 我覺得答案是對的
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: 首先想和umdm老師討論的是
: 內力雖然是看如何圈系統沒錯,但我們一般在討論內力時,若有加速度的產生
: 應該內部的兩作用部分都各有加速度,就像傳統內力題目斜面上滑下一木塊那樣
: 斜面和木塊都會得到加速度,使得質心加速度為0,我們才視為內力
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挑個小毛病,此狀況的質心加速度不為0,且斜面受外力與否,只要把斜面和木塊
圈為系統,木塊與斜面間的作用力,就視為內力,你不論怎麼分析,都是作用力
與反作用力(正向力、摩擦力...都是)
: 若同一題中,用牆壁把斜面擋住,木塊滑下時,斜面無法得到加速度(被擋住)
: 就勢必會施一個力給牆壁
: 而這個力的反作用力,就會讓"斜面-木塊"的系統產生質心加速度
: 以這題而言,鐵塊加速下降,勢必會給"水-容器"一個力
: 但此容器被磅秤擋住,最施與磅秤一作用力,故磅秤讀數理應增加
: *我剛剛還為此做了一個實驗XD
: 我手上拿個椅子站在磅秤上(磅秤讀數是我+椅子重)
: 我的身體都盡量不動,把椅子快速往上拉,此時磅秤讀數增加
: 等我手停止後,磅秤讀數回到我+椅子重
: 由此可知除非拉椅子時我的身體可以往下掉,不然勢必會施給磅秤一個力
你的實驗作力分析為:
↑F(你給椅子的力)
[椅子] ↑a
↓椅子重(mg)
↓F(椅子給人的力)
[人]
人的重量(Mg)↓↑N(正向力)
由椅子力圖可知: F - mg = ma => F = m(a+g)
由人力圖可知: N= F + Mg => N = Mg + m(a+g) 必大於椅子+人的重量
起因於人與椅子之間的作用力,人給予椅子大於椅子重量的力,故椅子給予相等
大小的反作用力,使人所受的正向力(磅秤讀數)增加
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: 給justin
: 我相信從第2題中,你應該了解為什麼磅秤讀數是W+B(力解析的結果)
: 第4題的算法一模一樣,磅秤讀數依然是W+B
: 只是這個B有一點改變而已
: 浮力來源是壓力差,壓力來源是水的重量,重量大小跟g有關
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: 所以浮力大小其實跟加速度(不一定要重力加速度)是有關的
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基本上沒錯,浮力是跟力場相關,但前一句你也說拉,浮力來源是壓力差,
靜流體的壓力來源是流體的重量,而重量大小是跟力場相關
由於水杯沒有作加速度運動,故所處的力場還是 g 而非 a+g,所以我才認為浮力
沒有變。
: 這題相對於鐵塊,整個容器+水都加速,自然浮力也會受到這個a的影響
做加速運動的是鐵塊,不是水和容器,故鐵塊才適用假想力,水和容器不適用。
換個例子想,今天A在電梯內量磅秤,電梯以a↓,問A看電梯外的B量磅秤(B靜止於地面)
,A所看到B的磅秤讀數為何?
ANS:還是B的重量。
套你所想的,A作等加速度向下,故A看到B所受的力場為 g-a,故磅秤應該秤出比B的重量
小的值。
你覺得這樣想對嗎?
今天題目依舊,是鐵塊作等加速度(A),而水和容器(B)靜止,故水和容器所受的力場為 g
: 所以才會有第一條先算B是多少的算式
: 大原則完全不變S=W+B,改變的是B的大小,所以答案不一樣
: *浮力跟加速度的相關性,其實不只大小,連方向都是
: 有一個很常見的題目:在公車中拿一個氫氣球,公車啟動時氫氣球會往哪裡跑?為什麼?
: 大家都會說「往前跑」(正姊)
: 至於為什麼,大家幾乎都說「因為慣性,空氣留在原地(後面)所以氣球往前」
: 但這個原因我總是想打個大問號,倘若真是如此
: 公車啟動時,司機周圍應該會形成真空,最後座部分應該會累積強大的氣壓
: 所以司機體驗真空(加速時間越久,真空持續時間越長)之後
: 車內會形成一股由後往前吹的大風
: 同理,公車剎車時,換最後面的乘客體驗真空,而後會有一股由前往後的大風
: 於是想試試最平民化的真空體驗,就去搭公車!捷運更好,加速更快XD
: 事實上卻沒有這種事發生壓~~justin要不要試著想一下真正讓氣球往前的原因呢?
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