※ 引述《alenbe (肝纖維闖紅燈)》之銘言:
: [領域] (題目相關領域)
: 力學
: [來源] (課本習題、考古題、參考書...)
: 上課時想到的問題
: [題目]
: ■■■
: 推力F■M■□□□
: --→■■■□m□
: ■■■□□□ 地板
:  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
: 狀況一
: 有兩物體緊鄰,置於光滑地板上,質量分別為M與m
: 施一定力F,由左向右推動M與m物體
: 此時M作用於m物體上的推擠力為f
: 狀況二
: 現在將此兩物體搬到一有動摩擦係數為μ的地板上
: 一樣施一定力F,由左向右推動M與m物體
: (假設F夠大,可以推動)
: 此時M作用於m物體上的推擠力為f'
: 請問,f與f'的大小關係為何?
: [瓶頸] (寫寫自己的想法,方便大家為你解答)
: 這是我今天上課時想到的問題
: 覺得結論蠻有趣的,跟各位分享一下~
: 答案是:f=f'
: (兩物體間的推擠力不受摩擦力影響)
: (有興趣的朋友可以推導一下,計算並不困難)
: 這個問題有趣在於
: 有些學生可能會這樣想,然後覺得好像哪裡怪怪的...
: 印象中,在有摩擦力的地上推動物體,感覺上應該比較吃力才對?
: 或是說,在有摩擦力的桌上推動一團棉花糖,阻力應該會使棉花糖變的更扁?
: 所以,物體間的推擠力應該會隨著摩擦係數變大才對吧?
: 你覺得上面這些說法錯在哪邊呢?
: 歡迎提出你的想法:)
我們先畫出自由體圖
■■■
F■M■□□□
--→■■■□m□
■■■□□□
←
v = μ(m + M)g
F : 推力
f : M給m的推力
v : 摩擦力
F - v = (m + M) a
F - v
a = ────
(M + m)
□□□
f →□m□
□□□
←v2
v2 = μmg
m
f - μmg = ──── (F - v)
M + m
m
f = ───── (F - μ(M+m)g) + μmg
M + m
m
= ───── (F - μ(M+m)g) + μg(M+m))
M + m
m
= ───── F
M + m
對了 棉花糖不是剛體喔,不能拿來玩應用力學
很多東西不能靠人的"感覺"推論的,數學能讓物理擁有一個嚴謹公式來推斷
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