【物理】有關翻動滑動的題目


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一圓柱體的高度60cm,底面積400拍cm^2,直立在一靜止火車車廂地板上。

火車突然以4m/s^2的加速度前進,若假設圓柱體與火車地板間的摩擦係數為0.5,則相對火車車廂而言,此圓柱會不會翻倒,會不會滑動?

有關滑動是沒有問題 不會滑

但是有關翻倒的部份

老師說摩擦力過支點 所以不會翻倒

此時有位同學發問: 老師~那要什麼時候才會翻倒(題目原本是出選擇題有翻倒的選項)

老師突然愣住 想了好久

結果說: 這題原本是奧林匹亞的試題 出題老師把它改簡單來考你們

加速到一定程度應該會倒啦 只是我現在一時想不起來 我回去研究一下再告訴你們

從此之後就沒有下文了

所以加速過大到底會不會倒呢?

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想想看人站在公車上,公車剛啟動人就會向後傾

只要公車加速度到達一定的值,就會翻倒

至於該值大小,我是這麼想的

以同樣在車內來看

物高h,物重m,底寬L,靜摩擦係數υ

因物體恰翻倒,故正向力N通過支點(不影響)

摩擦力亦通過支點

設一假力F

則F*h / 2≧mg*L / 2

→ F≧mgL / h

    ┌───┐  a→

    │   │

  F←┼─G │

    │ │ │

  ──┴─┼─┴──

    △ ↓

      mg

又F=ma

∴當a≧gL / h時,物體會翻倒

________________________________

以上為個人想法,存參考用

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你是說利用假想力嗎

為什麼這題能夠這樣用??

如果今天是光滑平面 然後物體的加速度 是由我手自己推力F

作用在圓柱的最高處

此時就變成是F≧mgL / 2h

但如果這時也是利用假想力 就同樣造成F≧mgL / h 不就錯了?

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不知道為什麼在這裡問問題

幾乎都很少有人回答到我想要的東西

也許是文字很難說明吧

但我想.. 我以後還是只問老師就好了

最後.. 我去翻了一下假想力

定義是.. 在加速座標為了滿足合力0所以加的力

我們知道三力合力0必共點 所以假想力一樣是作用在物體與桌面交界處...

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最初由 john668 發表

不知道為什麼在這裡問問題

幾乎都很少有人回答到我想要的東西

也許是文字很難說明吧

但我想.. 我以後還是只問老師就好了

最後.. 我去翻了一下假想力

定義是.. 在加速座標為了滿足合力0所以加的力

.............(論壇訊息:引文過長 恕刪)

物理這種東西,真的不太好用文字來敘述吧

而且這裡的人都很好,像我有時候不會數學,跑來這問,馬上就豁然開朗

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問數學可能可以吧

但物理..我看算了

因為我問的問題都很奇怪..

發表兩篇以後得到的解答都使我灰心

to磁單極

什麼叫做"難道是段考的你一題嗎"

看不懂...........

你應該是問 :難道是段考的哪一題嗎

恩 沒錯...= =

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之前我問的是為什麼假想力作用在重心上

結果沒人回應我

我自己書沒看清楚說假想力作用在交界其實錯了

研究一下發現假想力即慣性力

果然如江湖舊夢同學所說作用在重心

真是的.. 也不解釋一下= =

害我以錯誤的想法想了這麼久

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最初由 john668 發表

之前我問的是為什麼假想力作用在重心上

結果沒人回應我

我自己書沒看清楚說假想力作用在交界其實錯了

研究一下發現假想力即慣性力

果然如江湖舊夢同學所說作用在重心

抱歉,是我漏看嗎

您似乎沒提過這問題?

您的問題處應該是在"合力為零必共點"這裡

對一個合力矩可能不為零的物體來講,這樣看會出問題

就像一塊均勻圓盤放置在水平光滑桌面上,我在直徑兩端同時施兩個大小相等,方向相反的力

在施力方向未與該直徑平行時,兩力不共點,但圓盤合力仍然為零

然後您之前說自己手推的情況

翻倒方向不一樣是很合理的

因為慣性作用力是作用在質心,其力臂長僅有圓柱高度的一半

而您的施力是在圓柱頂端,力臂長是整個圓柱高度

在兩力相等的狀況下

由您自行施力所造成的力矩,是由慣性作用力所造成的力矩之兩倍

題外話

雖然在此種情況下無差異

但個人還是覺得以"質心"取代"重心"較為恰當些

p.s.1 問問題得不到解答的同時,除了感嘆之外是不是也該想想:

   或許是自己在敘述上不夠詳細,而讓別人產生跟自己本意不同的想法?

p.s.2 吾以為此區為交流之地,非全然為解惑之地

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看了你寫的東西

我回去樓上翻查

嗯 我的確沒寫清楚

在解釋完是假想力以後

其實我寫那一串 就有這個意思在其中

當時不懂假想力 我以為我那樣說是正確的

所以我才會那樣寫 以為使用反問的方法 可以問出為什麼此時是在質(重)心

但是各位在當時已經對假想力很了解 所以不會那樣想

造成誤解 嗯 如果我以後要問問題 我會寫清楚的

感謝這位建中學長的衷心建議

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