作者Beachboy (天煞孤星)
看板Physics
標題Re: [問題] 請教保守力
時間Sat Jun 30 23:09:47 2007
※ 引述《idyllic (flatlander)》之銘言:
: ※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之銘言:
: : 這兩天在想一個問題。
: : 保守力可以這樣說:在兩點之間,某力若作功和路徑無關,則此力稱為保守力。
: : 彈簧,大家都知道彈力是保守力。
: : 但我想到一個情況,好像無法符合上述定義。
: : 例如兩個端點間的彈簧,有兩個軌道,一是直線,另一圓弧形軌道。
: : 同樣這兩點,彈簧在圓弧形軌道上的伸長量一定比較多,作功也比較多。
: : 那這樣作功就和路經有關了,怎麼會是保守力?
: : 一直想不通,希望各為大大幫我解惑。
: : thanks~
: 功是力和位移的內積,你忘了他們是向量
: 例如一個走直線,另一個走半圓
: 假設彈簧力 f 跟 dx 夾角θ,半圓半徑 r
: 那麼走直線你必須作的功是 2kr^2
: 走圓弧需作的功是 \int( k(2 r sinθ)(2rdθ) cosθ )_0^{pi/2}
: (積分範圍從 0 到 Pi/2, \int 代表積分)
: 積積應該會跟上面的答案一樣
我是有想到他們是向量
但如果,換個更簡單的情況好了。
想像一個直角三角形 , A、B是斜邊的兩端。
同樣兩個端點,彈簧從A沿著斜邊(直線)拉長到B,手作功W。
但若先經過直角,再轉彎到B,手作功W'。
很明顯,兩邊長>第三邊。 那這樣一定是 W' > W 。
所以我開始懷疑,一開始推文那位大大說的,是不是只有一維的彈簧才適用?
其實,還有一個極端的情況可以想像。
例如從某點出發,再回到原來的點好了。
假設不拉彈簧(出發和回來都在原點),作功0。
但如果繞著類似蝸牛圓形狀的軌道繞了幾百圈,也是同樣到原點。
那可以想見,放開之後,物體回到原點時候,速度有多快。那作功就很大了。
這....是怎麼回事?
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◆ From: 61.228.169.25
推 joshux:照你這樣敘述那應該就不是了 不然可以用數學的定義去看 06/30 23:31
→ joshux:看能不能找到f使得F=grad f 06/30 23:32