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天天快资讯:重力加速度单位(你能超过重力加速度吗?)

2022-10-20 06:41:41 来源:刀哥百科

重力加速度单位(能超过重力加速度吗?)


【资料图】

刚体力学——如果“旋转”是答案,那么问题是什么?费恩曼可能认为刚体问题属于比较简单的混合,所以他没有在《物理学讲义》(第1卷)中给出一个漂亮的例子。

只考虑定轴旋转和定点旋转(陀螺仪)。对于前者,他说:“旋转是研究角度随时间的变化”;对于后者,虽然有趣,但形象过于复杂。其实在刚体的平面复合运动中,有很多很好的问题供学生思考,甚至启发他们自己做一些小实验。

刚体的平面运动是指刚体上的所有点都在平面内运动,并且这些平面都平行于某个平面。这种运动可分为随基点平移和绕基点旋转。在运动学中,基点的选择是任意的;在动力学中,为方便起见,基点通常选在质心或固定轴的上方。

这类问题多,全面,有规律,有些结果出乎意料,比如打中心,纯滚动,定轴转杆,等等。

一根长L,质量M的细杆,用绳子从两端的天花板上吊下来。如果绳子的一端突然断了,绳子另一端的瞬时张力是多少?

解决这个问题有两种方法:一种是以拉杆绳的末端为转轴。隔离物体,分析受力,建立如图所示的“二维”坐标系,其中符号表示A点为轴,顺时针旋转(右旋)为正方向,即费恩曼所说的“轴矢量”的方向。

从这个不偏不怪的例子中能总结出什么有意义的东西?

①合力矩是角加速度变化的原因,两个方向相同。这对于研究纯(无滑移)滚动问题时判断滚动摩擦的方向是有帮助的,即滚动摩擦的方向不是由旋转的方向决定的,而是与转速的趋势一致的。

②刚开始时,绳子的张力小于杆重量的一半,说明杆是失重的,处于非惯性系,向下加速度为34g。然而,绳子的张力作为一种真实的力量而不是费恩曼定义的“伪力”,并不随不同的坐标系而变化。

说白了,如果未断的绳子上端连接一个弹簧秤,人们在地上看到的读数就和杆子上的小摄像头看到的读数一样。

③接下来杆的动作比较复杂,我们无能为力。讲到这里,我插一个小花絮:为什么培养教师的学校叫“师范大学”而不是“教育大学”?

1810年,拿破仑入侵意大利北部,成立了一个名为Normale的教育研究机构,在意大利语中是“输出规范”的意思。所以19世纪所有培养教师的学校都叫Normale,这就是英国师范的起源。

这就意味着发生了一个有趣的现象:如果在杆的上端放置一个忽略质量的小物体,当杆下落到上述角度时,这个小物体就会离开杆。

同样,我们也希望从这个问题中学到一些“套路”,以备后用。计算速度或角速度要用机械能守恒定律,角加速度要以转动定理为基础。

费恩曼的讲座不追求数学的严谨,也不应用于具体应用。而是通过引人入胜的叙述,丰富生动的事例,深刻精辟的论点,透彻地解释了各种物理现象的本质。

总的来说很难模仿,前两个有点极端。在长期的教学实践中,笔者摸索出了“三位一体”的课堂教学方案:①形象与公式的“耦合”;②逻辑与步骤的“共振”;③追溯性和探究性的“综合”旨在接近科学。

例如,关于可视化的重要性,费恩曼在接受一位历史学家的采访时强调:“可视化——有必要不断地将地图可视化。”

关键词: 重力加速度 滚动摩擦 角加速度