突然想到另一個相關的問題~
曾經看過<物理馬戲團>裡面的一個題目
題目與參考解答內文如下:
出處:物理馬戲團1,P14
Q:
雕刻家在使用鑿子的時候,應該用重一點或輕一點的槌子?
那麼釘釘子呢?在什麼情況下,利用彈性碰撞(也就是槌子會完全被彈回來)
比非彈性碰撞更好?再以更大的尺度來看,比如說打樁的時候,
打樁機應該比要打的樁重或輕?隨便猜很容易,但請計算一下再決定答案。
A:
如果重點要使被打擊的東西變形,例如打鐵,就要用非彈性碰撞。
每次碰撞,槌子的質量越輕,能量損失的比例就越高,因此在打鐵時,
應該用較輕的槌子。但在打樁時,你要把動能完全轉移到樁上,
而避免任何能量損失在變形上,因此要用較重的槌子。
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我覺得以上的討論內容有問題...
要使被打擊的東西變形,不管重槌或是輕槌都可能辦到。
重點在於,被打擊的物體材質特性,是軟或硬?
我認為,打鐵之所以選擇輕槌(非過重之槌)
是因為打鐵的過程是在塑形,為了避免敲擊時造成過度變形,
所以才會有槌子重量選擇的上限,而非如書中所說,選擇越輕的槌越好...
相反地,打樁就沒有過度敲擊的問題,所以選擇越重的槌,
擊槌越不容易反彈,傳遞動能的效果就越好~
這個問題,也剛好是在討論敲擊槌的種類,與敲擊效果的問題
是否可以跟我原本提出的,敲擊聲音問題做結合討論呢?
提出一些想法,懇請前輩指教~
謝謝 :)
※ 引述《alenbe (肝纖維闖紅燈)》之銘言:
: 之前想做一個教學演示給學生看
: 參考東吳大學物理教授的示範:
: http://demo.scu.edu.tw/soundwave.htm
: http://demo.scu.edu.tw/S4/S4-256.wmv
: 找一根金屬長管,用手指尖捏住某個位置後
: 再敲擊金屬管,聽聽看敲擊時所發出的聲音
: 如果改變手指捏的位置,會發現聲音頻率不同...
: 我想,這個教學演示是要示範
: 同一振動體,在不同的駐波模式下,會有不同的共振頻率
: 可是在還沒做給學生看之前
: 私底下練習時,倒是發現一些新的問題?
: 雖然手指捏住的位置,的確會影響共振音頻率,是沒錯
: 但我還發現,敲擊棒的"材質"與"質量"不同
: 竟然也會影響敲擊時產生的音頻?@@"
: 例如:
: 用同一根金屬管,雖然手指捏的位置也一樣
: 但使用原子筆,與熱熔膠敲出來的聲音卻不一樣!
: 此外,我也有嘗試用音叉的敲擊棒來敲打金屬管
: (前端附有軟質橡膠頭的敲擊棒)
: 甚至連聲音都敲不出來???(震盪被軟質橡膠頭吸收?)
: 那為什麼同一支敲擊棒拿來敲音叉,卻又敲得出聲音呢???
: 我原本猜測,音叉的敲擊棒安裝橡膠頭的目的,
: 應該是為了保護音叉不被敲壞?
: 但其實橡膠頭的材質,與質量大小選擇
: 還同時影響著,敲擊音叉時產生震盪的效果好不好?@@"
: 請教各位前輩
: 關於敲擊棒的選擇,影響敲擊音頻的現象
: 該如何解釋才好呢?
: 我個人猜想
: 這感覺跟高中教材中的"兩體碰撞問題"有點類似...
: 碰撞物體的質量與材質不同,影響著兩者之間傳遞動能與動量比例的差異
: 所以,或許可以從這個方向下去討論吧?
: 但是敲擊震盪頻率的不同,可以單就碰撞傳遞效果來決定嗎???
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