作者Barney (legendary)
看板Physics
标题Re: [问题] 高二物理-简谐运动
时间Tue Dec 2 20:40:56 2014
: : 5.想法:
: : 我的问题其实是:
: : 我先假想把 m 向下拉低2r的高度,则滑轮被会向下拉低r,
: : 且此时先以一个力 F_拉 把m向下拉住,先保持静力平衡。
: : 发现此时两绳张力与弹簧弹力相等。但
: : F_拉 放手的瞬间,滑轮却是静力平衡,那麽它往上的加速度何来呢?
: : 我有想过是否是绳子在加速上升时,其视重所造成弹力>两绳张力
: : 於是我假设了绳子有质量,但却不知道怎麽算绳子的视重...
: : 以下为我这题的解法,与想法详述。感谢真强者们解惑了><
: : 先假设图中达静力平衡时,弹簧伸长量为 x ,弹力系数为 k,所以:
: : F_0 = kx = 2mg (因为有两条绳子下拉) -- 式(1)
: : 再来假想把 m 向下拉低2r的高度,则滑轮被会向下拉低r,
: : 且此时先以一个力 F_拉 把m向下拉住,先保持静力平衡。
: : 此时,设m受到3个力:
: : 1. 绳子张力 T
: : 2. 重力 mg
: : 3. 上述假设的下拉力 F_拉
: : 因为静力平衡,故此时,
: : 1. T = mg + F_拉
: : 2. 弹力 F_弹 = k(x+r) = 2T (因为有两条绳子下拉)
: : => T = k(x+r)/2
: : 再来讨论下拉力 F_拉 消失的瞬间,m 只受两个力,分别为 T 和 mg,故
: : m 受合力为 T-mg = (kx+kr)/2 -mg
: : = (2mg+kr)/2 -mg 注: 根据式(1)得kx = 2mg
: : = kr/2
: : 再假设m之简谐运动周期为t ,把SHM视为等速率圆周运动,则 kr/2为向心力,故得
: : kr/2 = (4π^2)*2rm/(t^2)
: ^^^应该2r吧?!
喔~ 是的,感谢提醒!
: : => t = 4π* sqrt(m/k) 注:答案没错,但却发现上述的问题 orz
: 我的解法:
: 单纯只用F的力拉弹簧的话,F=kx =>k=F/x
: 那麽用F的力来拉m,
: =>绳上张力会多F=>弹簧张力会多2F=>2F=k(2x)=>弹簧伸长2x=>m下降4x
: 对m点来说,施力F,形变量4x,相当於一个等效弹簧弹力常数k',
: 使F=k'(4x)=>k'=F/4x=k/4
: 简谐:k'x = m 4π^2 x / T^2
: T=2πsqrt(m/k')=4πsqrt(m/k)
感谢B大的热心回覆!
B大的算法我也认同,不过我的问题其实是要探讨您的算法中,
第一、
那麽用F的力来拉m,其中的F放手瞬间,滑轮所受的合力应为0。
那麽其又为何可以有向上加速度? <--这个或可用滑轮质量忽略来得到解释。
第二、
若第一题的解释是因为滑轮质量忽略,那麽我们假设滑轮有质量M。
那麽用F的力来拉m,其中的F放手瞬间,滑轮所受的合力还是0。
那麽其又为何可以有向上加速度?
<--这就是我百思不解之处了@@
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 1.175.69.58
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※ 编辑: Barney (1.175.69.58), 12/02/2014 20:41:19
1F:推 sopare: 放手瞬间合力就不为零了 想像一下有两个人在左右拉你 12/02 22:11
2F:→ sopare: 两人出力一样你不会移动 但一人放手你就会被另一个拉过去 12/02 22:13
3F:→ Barney: 那如果合力不为0 那麽要怎麽算滑轮的瞬间受力呢? 12/02 22:25