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22169751 發表於 2019-9-16 22:05

【問題】 高二物理 力學觀念題

[i=s] 本帖最後由 22169751 於 2019-9-16 22:11 編輯 [/i]

[attach]1828882[/attach]
[attach]1828884[/attach]


斷開後:
B=W+ma
m為木塊質量a為木塊加速度
N=杯重+水重+B
⇒N=杯重+水重+W+ma
繩子斷開後N變大
B應該會下降才對
答案是(C)
想問我的分析錯在哪裡
求解說 感恩

39475494 發表於 2019-9-18 10:30

這題不用分析各項的力
從整個 B 去看就好了
但你忽略掉了一個東西

從細部來分析的話
你再思考一下
木塊等加速浮上去
還有什麼東西會同時產生加速度
不要考慮到天平上,B 就算放在桌子上
也會產生這個的加速度

22169751 發表於 2019-9-18 10:35

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水壓嗎?

39475494 發表於 2019-9-18 11:18

3#
加速度,會動的
除了木塊,還有誰?

22169751 發表於 2019-9-18 11:24

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水分子

39475494 發表於 2019-9-18 12:31

5#
對呀,木塊浮上來,水要往下補呀
所以 (m木) 向上,(m水) 向下
誰大? 水大呀,總和是向下的,整個 B 要往上平衡(質心的位置不變)

22169751 發表於 2019-9-18 21:36

[i=s] 本帖最後由 22169751 於 2019-9-19 01:08 編輯 [/i]

[attach]1828889[/attach]

水2為斷開後移動的水團
水1為不移動的水團
N2為水1與水2的交互作用力
N1為水1與杯底的交互作用力(水1與木塊的交互作用力已合併為B)
列式:
B=T+W
N2=m2g+B
N1=m1g+N2
杯底:N+T=N1+杯重
合併:N=m1g+m2g+杯重+W

斷開後:
看木塊:B=W+ma
看水2:N2=m2g+B-m2a
看水1:N1=m1g+N2
杯底:N=N1+杯重
合併:N=m1g+m2g+杯重+W+ma-m2a
因為ma-m2a小於0
所以N變小 右端上升
這樣對嗎?

39475494 發表於 2019-9-19 17:33

老實說
我看不懂你寫什麼
尤其是水2
圖上水2 在木塊的下面
那繩斷了,水2往哪跑?
如果你水2 畫在木塊的上面,繩斷了,木塊上升,水2 下降
我還能想像
然後
斷開前,水2 和 B 的關係? B 不是木塊的浮力嗎?
浮力是水壓造成的,是所有的水分子重量互相作用總和施在木塊身上的合力
而繩斷了,這更麻煩,因為是動態的
水2 是流動的,要討論這個就要用伯努力去看,這個又扯到機構的形狀這些東西
而且水2 和 木塊會有水阻力的問題
這題只敢問 B 上升還是下降,不會問力量的

這題這樣想
你把 B 全包成一個系統
B 受外力總和為 0 (B 的重量向下和天平施力向上)
所以 B 不會動 → 質心不會動
裡面繩斷了,作用力都是內力
如果外殼不動,木塊上浮,水下沉
水和木塊是位置交換,但水密度比木塊大,質心是相對下移的
所以外殼會往上移,維持質心不動

22169751 發表於 2019-9-19 18:59

[i=s] 本帖最後由 22169751 於 2019-9-19 19:44 編輯 [/i]

[quote]老實說
我看不懂你寫什麼
尤其是水2
圖上水2 在木塊的下面
那繩斷了,水2往哪跑?
如果你水2 畫在木塊的上面,繩斷了,木塊上升,水2 下降[/quote]
我只是要表達木塊受到浮力(向上)的作用
然後水2對木塊施力(浮力)也受到來自木塊的反作用力(向下)而已
所以把木塊畫在水2上面比較好理解
我也可以把水2畫在木塊上甚至中間隔著水1

水2下降是題目講的啊,木塊上升水2下降填補多餘的空間,然後從移動狀態分析受力情形
[quote]斷開前,水2 和 B 的關係? B 不是木塊的浮力嗎?浮力是水壓造成的,是所有的水分子重量互相作用總和施在木塊身上的合力[/quote]
所以我把所有水分子(水1+水2)對木塊作用總和(浮力)視為全部由水2提供然後忽略水1和木塊的作用啊
我有寫水1與木塊的交互作用力已合併為B
不然我還得把B再拆成B1B2
[quote]這題只敢問 B 上升還是下降,不會問力量的[/quote]
B的上升下降不就是B和秤盤的N決定的嗎?
N上升,秤盤受力變大,B下降
N下降,秤盤受力變小,B上升

39475494 發表於 2019-9-20 16:42

不是這樣的
我要告訴你的是,這些等式是不能這樣自已設定想列就列的
你寫出來的會不倫不類
舉個例 水2 是繩斷後流動的部分
水2 和木塊之間也會有 N3
水2 和木塊的 a 不會一樣,事實上,水2的 m 如果愈大,a 會愈小
我知道你想表達的東西,但我沒辦法去說你列的式子對不對
而且,N1 N2 這種未知變數加進來,列式沒有意義呀
我說「不會問力量的」是指不會問力量多少,不會去計算力量的意思

我跟你講一個東西,可能概念上和你想的比較接近
講到內力,就要講動量守恆
動量守恆是啥? 就是質心保持等速度運動
一開始質心不動,內力作用後,質心仍然會不動,這就是動量守恆
舉個例
一個石頭在座標0處,分裂了
一個質量5向右速度4,另一個質量2,向左速度10
一秒後,質量5的跑到座標4,質量2的跑到座標-10,質心座標0
二秒後,質量5的跑到座標8,質量2的跑到座標-20,質心座標0
三秒後,質量5的跑到座標12,質量2的跑到座標-30,質心座標0
所以,內力作用,靜止的物體質心位置不變,動量守恆,這些是同個道理
這是從整體角度去看
再從各力去看
內力 ΣF = 0,Σma = 0 ,a 可以是 t 的函數唷
∫ (Σma) dt = c
Σ ∫(ma)dt = c ,若m不隨時間變化的話
Σ m ∫adt = c
Σ m(v-v0) = c,,v 可以是 t 的函數,v0 是初始值
Σ mv = c + Σmv0 = c'
一樣是動量守恆

你再想一想,相關但不能這樣列式

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