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如題 小弟的高中最近教了質心 菜逼八小弟我已知 1.均勻重力場中的重心就是質心 2.在一系統中能找到一個點當參考點 使重力對系統造成的總力矩(以此點為支點)為0 而這個點就是重心 (如果上述有錯請大大指正) 而我的問題是 在慣性參考系下看一個移動且轉動中的系統 為什麼就是繞著質心轉呢 換句話說 均勻重力場下 斜拋一個不規則物體 為什麼正是重心這個點的 軌跡是個完美的拋物線 小弟目前有些想法: 畫出完美拋物線軌跡的這個點 他受系統中其他質點的作用力合力為0 但我不知道為什麼 這個點就是重心(上面2.的重心定義) 請大大指教,謝謝! ----- Sent from JPTT on my Samsung SM-G935F. -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 223.140.82.187 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1550574383.A.ED5.html
keyesleo: 有這樣的疑問非常好! 很多人讀物理都是工程式的讀法! 02/19 19:46
keyesleo: 你很明顯並沒有!你這個問題是這樣的,球中的任一一點 02/19 19:46
keyesleo: ,受到的力,有重力,即外力,和鄰近這一點的球的其他 02/19 19:46
keyesleo: 點對它產生的拉力或推力,就是內力。而對於球上所有的 02/19 19:46
keyesleo: 點,將這些內力全部相加,總和為零,因為牛頓第三定律 02/19 19:46
keyesleo: 。而將球上的所有點,的外力合做加總後「如果定義這些 02/19 19:46
keyesleo: 點全部的質量合,為某特定M」則,此M,乘以質心位置的 02/19 19:46
keyesleo: 定義後,對時間之二次微分,即剛好為球上所有點受到之 02/19 19:46
keyesleo: 重力合。 02/19 19:46
keyesleo: 你文中提的轉動,就是內力,對球上所有的點受到之內力 02/19 19:48
keyesleo: 加總必為零 02/19 19:48
Vulpix: 牛頓運動第二定律,質心運動版:合外力=總質量*質心加速度 02/19 20:11
keyesleo: 你先把我剛寫的看一遍,另一個講法比較貼近你的敘述, 02/19 21:57
keyesleo: 就是用角動量描述,但這需要打比較多式子,這邊不好寫 02/19 21:57
※ 編輯: SKyDRoPer (223.136.115.204), 02/19/2019 23:49:37
SKyDRoPer: k大,我看完了,想法是: 質心以外的質點 受到的合力會 02/20 00:19
SKyDRoPer: 是繞著某軸轉動所需向心力 但我仍不明白為何"某軸"就是 02/20 00:19
SKyDRoPer: 質心所在 02/20 00:19
keyesleo: 明天寫給你,今天太累了 02/20 01:02
Vulpix: 你想的還是有要修正的地方。只有向心力的話,那頂多也只是 02/20 13:35
Vulpix: 等角速率在轉,但一般來說,轉速變快或變慢都可以。我是覺 02/20 13:37
Vulpix: 得你想要去思考的方向比較複雜。我用一個簡單一點的模型來 02/20 13:37
Vulpix: 看:先考慮只有兩個質點m_1,m_2的系統(不封閉),各自受到 02/20 13:38
Vulpix: (對系統而言的)外力F_1,F_2,彼此之間有內力f。 02/20 13:39
Vulpix: 所以F_1+f=m_1*a_1,F_2-f=m_2*a_2(內力是一對作用-反作用) 02/20 13:41
Vulpix: 兩式相加,F_1+F_2=m_1*a_1+m_2*a_2=(m_1+m_2)*a_cm。 02/20 13:42
Vulpix: 所以雖然合力不能告訴我們整個物體完整的運動行為,但是能 02/20 13:43
Vulpix: 告訴我們質心在各個瞬間的加速度,從而讓我們解出質心的 02/20 13:44
Vulpix: 位置。但是說到要知道系統中某特定點的運動狀態時,例如 02/20 13:45
Vulpix: m_1所在位置,我們要考慮的方程會是F_1+f=m_1*a_1,這裡的 02/20 13:46
Vulpix: 內力f是需要的。f如果是保守力的話,那還會與m_2的位置有 02/20 13:47
Vulpix: 關,整個問題就變複雜了。如果是剛體的話,因為點與點之間 02/20 13:49
Vulpix: 的距離不改變,所以以某點作參考點的話,其他點都繞著他 02/20 13:50
Vulpix: 旋轉,但是剛剛也說了,旋轉不是只有等角速度,轉速快慢、 02/20 13:51
Vulpix: 甚至轉軸也可能改變。高中的話,不建議這樣荼毒自己。 02/20 13:52
Vulpix: 真的很有興趣的話,先找普通物理或力學的書籍來看看,裡面 02/20 13:53
Vulpix: 有很多高中沒教過的數學計算方式,但你想要的應該只能從 02/20 13:53
Vulpix: 那些書得到。 02/20 13:53
kuromu: 地面慣性觀察者O,剛體中某一點P,剛體中任一點相對O的 02/21 19:24
kuromu: 位置可分解為:P相對O的位置+該點相對P的位置,又因是剛體 02/21 19:26
kuromu: 距離不變,所以可看成繞著P轉。當P恰好是質心時,P的運動 02/21 19:28
kuromu: 剛好可透過剛體所受外力的合力計算;如果是其他位置的P點 02/21 19:30
kuromu: 所受的(內外力)合力不一定等於系統所受(外力)合力 02/21 19:32
SKyDRoPer: 所以找重(質)心可以用這方法:在剛體上找一個點 這點受 02/22 11:14
SKyDRoPer: 剛體上其他質點的力總和為0 這質點的位置就是重(質)心 02/22 11:14
SKyDRoPer: 但為什麼重心位置公式是sigma[ w_i * x_i ]/sigma(w_i) 02/22 11:14
SKyDRoPer: 這公式我想是這篇文中的2.的定義來的 02/22 11:14