悬赏解答物理实验题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/10 21:15:17
一支笔高 h 竖立起来
轻推让这支笔倒下
倒下的距离总是偏离原来笔所处位置一定距离记为 s
求 h 和 s 的关系

给出一定合理解释的均给予一定的奖赏

能够给予完全解释的第一名会员给予20星积分的奖励

问题条件:
因为这个问题是在现实生活中发现的 ,
但是在进行解答的时候总是进行建立理想化的模型,
而忽略了很多的问题,
不知道忽略的问题对问题答案的本质是否有根本的影响,
所以我就不对问题的条件进行限制了,
大家在解决问题的时候,
自己重新建立问题模型吧
大家可以自己设某些值,简单的计算

正像出题人所说这道题目实在生活中发现的,那么我认为这道题目应该考虑的条件比较多,不能建立太简单的模型。
1)在把铅笔简化为不计直径的理想钢棒,不计空气摩擦,桌面摩擦,无弹性的时候铅笔不会发生位移,所有势能会转变成热能。
2)把上述情况改成有弹性时,弹性系数在知道的情况下计算每次碰撞损失的能量,发生一定次数的碰撞后能量全部损失,此时在用铅笔的速度可求出s.
如果是完全弹性碰撞的话s趋向于无穷大。
为描述方便设铅笔密度平均,形状是圆柱(否则计算过于复杂,虽然本解答不会给出计算,但是为描述方便起见,还是简化了下模型)
当笔缓缓倒地时,笔靠地的一端会阻碍倒下,所以这端向笔倒下的相反方向运动,倒下的过程大家都应该清楚。下面直接分析在第一次碰撞的情况,把笔分成n等份,每份速度记为v1 v2 v3 .......vn.由于笔没有断裂,n趋向于无穷大时,每一份可看为一个质点,此时速度关于位置的函数是连续函数,容易知道笔两端速度方向相反,用连续函数的零点存在定理可知存在一点速度为0。然后再次弹起,此时用类似上述2的方法即可得到。
在实际情形下,我用的笔顶端较圆滑,几乎不发生偏移。
由于桌面摩擦的原因,落地后在弹起的幅度很小,会被忽略。弹跳时由上面的零点可知,零点两边的速度方向不一,落地的时刻速度不一样,弹跳也不一致。所以用高中方法必须全过程分析,忽略细节,但由于参与的力太多,无法找到可以简单计算的守恒量,所以计算不了。只能分析过程,此时需用微积分。 计算过于复杂,需用积分。在有数据的情况可用积分的出。由于缺少实验数据的支持,本解答只做定性分析。

这个问题复杂了
还涉及到材料方面的性能
不同的材料 不同的地面 弹起的程度不一样 位移不一样

例如钢管,很重的钢管 在烂泥地里倒下就不会移动了 而在水泥地面又不一样了

我没这个本事去分析了 惭愧

很简单,做明白建模就可以了,利用的知识牛顿力学。
铅笔模型:刚体
推倒模型:刚体自重在下支点产生正压力,进而存在摩擦力。前段物理过程为绕下端支点的转动,力矩为重力产生,后阶段底端支点摩擦力减小到不足以维持刚体绕此点转动,进入