作者crazyjonas ()
看板Physics
标题[问题] 请问於失重环境中推一木棒边缘
时间Sat Nov 2 00:36:14 2013
各位高手好，想请教一基本的力学问题
如有一太空舱在太空中，其中有一木棒与舱壁垂直接触，如下图
┌──────┐
│ │
舱│ │
├─── │
壁│ 木棒 │
│ │
└──────┘
木棒长度L 质量m
请问当太空舱向上以g之加速度加速时，木棒左端也会受到一个g的加速度吗？
如果会的话，是否会造成平移与旋转呢？
如会平移且旋转
则敝人尝试计算其受力，如以外界为参考点，则木棒左端瞬间加速度为g
木棒中心加速度为g/4
不知此分析结果是否正确？
另外，若以同大小之力作用在木棒左端一段时间所做之功
似乎与 该力作用在木棒中心一段时间所做的功不一样？
因感觉推边缘比推中心容易，所以边缘之加速度比较大，位移较多 做功较多？
--
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◆ From: 219.68.11.31
※ 编辑: crazyjonas 来自: 219.68.11.31 (11/02 00:36)
1F：推 cowbun5566:这题目想想，似乎就跟理想状态下人站在公车里，公车 11/02 16:26
2F：→ cowbun5566:有一加速度a向前移动有点相似 11/02 16:27
3F：→ cowbun5566:希望这个方向有帮助你思考 11/02 16:30
4F：→ crazyjonas:谢谢回应，其实敝人主要是想确定同一力推边缘与推中心 11/02 21:54
5F：→ crazyjonas:一段时间，所做得功是否会相同。虽然F△t看似为一定值 11/02 21:56
6F：→ crazyjonas:但推边缘与推中心所造成的加速度似乎会不同，位移不同 11/02 22:02
7F：→ wohtp:木棒有没有固定在墙上？ 11/02 23:37
8F：→ wohtp:没有的话就根本不会动。 11/02 23:38
9F：→ wohtp:有固定的话，木棒在「关节」处的受力也不见得是ma 11/02 23:39
10F：→ wohtp:咦，我好像误解原po的问题了...没事没事。 11/02 23:43
11F：推 yw1002:你这木棒是一维的object，比点粒子复杂一点 11/02 23:46
12F：→ yw1002:先从最单纯的情况，真空或匀态气体分子想 11/02 23:47
13F：→ yw1002:在惯性条件下，容器内各处应该是均匀的「平均场」 11/02 23:47
14F：→ yw1002:但是当非惯性相对座标产生时，就会有相对论延迟效应产生 11/02 23:48
15F：→ yw1002:容器加速状态下，内部分子的梯度造成这个加速的「力」 11/02 23:49
16F：→ yw1002:但是与其说「力」，还是到不如想成时间与空间的对称性 11/02 23:50
17F：→ yw1002:所以把问题复杂性加一级：现在若有一个点粒子(和气体分子 11/02 23:51
18F：→ yw1002:不相同粒子)放到这个容器里 11/02 23:51
19F：→ crazyjonas:回wohtp大大：木棒在太空舱加速的那瞬间有固定於墙上。 11/03 00:01
20F：→ crazyjonas:敝人认为会有静摩擦力作用於木棒上，木棒瞬间有g之加速 11/03 00:02
敝人发现一开始似乎没表达清楚，在此补充：
木棒仅仅是接触太空舱舱壁，没有固定，在太空舱加速时，
会有摩擦力作用於木棒边缘吗？还是木棒根本不会动？
如有摩擦力作用，那瞬间的加速度是否为g？又质心的加速度为何、转动角加速度为何？
※ 编辑: crazyjonas 来自: 219.68.11.31 (11/03 00:08)
21F：推 Entropy1988:你没有正向力不就没有摩擦力吗。还是你要乾脆用一个可 11/03 00:09
22F：→ Entropy1988:以转动的关节把木棒和墙壁接在一起之类的。 11/03 00:09
谢谢回应，原来没有正向力就没有摩擦力
那命题应改为 木棒边缘与舱壁有关节连接，在短暂加速後，关节断开
讨论质心速度与角速度
23F：推 yw1002:刚想了一下，这似乎和容器中理想气体的问题有关系 11/03 00:15
24F：→ yw1002:就是说，当容器自己处在加速座标系，跟理想气体本身非平衡 11/03 00:15
25F：→ yw1002:态--这两件事是等价的吗。当然在原po的问题，他假设容器真 11/03 00:16
26F：→ yw1002:空，所以问题就变成和容器接触的点波源向外扩散 11/03 00:17
27F：→ yw1002:但是又因为你把object限制为刚体，等於是entanglement 11/03 00:18
※ 编辑: crazyjonas 来自: 219.68.11.31 (11/03 00:22)
28F：推 yw1002:总而言之，木棒dimension是(x,y,t)容器是(x',y',z',t') 11/03 00:23
29F：推 yw1002:木棒是刚体所以适用R^3/容器刚体只有在边界适用 11/03 00:25
30F：推 yw1002:刚刚想到，其实这个问题就像是一个圆球半径R在空间限制下 11/03 00:34
31F：→ yw1002:的evolution......木棒半径如果是R那遵守U(1)就是R*e^ix 11/03 00:35
32F：→ yw1002:所以现在应该问在何种木棒长度跟容器大小限制下，系统达成 11/03 00:35
33F：→ yw1002:稳定态属於chaotic dynamic system--初始条件有关 11/03 00:36
34F：推 yw1002:我的重点就是，原po设定的初始条件在系统达成平衡後根本 11/03 00:45
35F：→ yw1002:无关紧要 11/03 00:45