Re: [解題] 國中理化

[rbingo (咩.....)]

: 因為空氣釋放的位能 = 氣球上升的位能 +  維持等速所需的動能
:     ^^^^^^^^^^^^^^
:     浮力做的功     =  增加的位能    +  重力做的負功
: 因此在這整個系統中(連空氣、氣球一起看)，能量是守恆的
: 單看氣球，其能量也是守恆
: 因此答案為B
:

我認為答案也是B，但看法與你不同，

先從能量守恆出發，整個宇宙為能量守恆，

或是說一個系統和外界的能量合為定值。

所以可以說系統增加的能量 = 外界損失的能量

          空氣減少的能量 = 氣球增加的位能


動能是氣球原本就保有的，前後並無產生變化，

能量守恆要描述的是，能量不會無中生有，所以哪裡多了就一定會在別的地方少了。


或是功能原理來看，

當系統與外界的能量交換僅是藉由力來作功，不包含熱和光等其他形式，

則系統的動能變化 = 所有外力作功合

氣球的動能變化 = 重力作負功 + 浮力作正功

氣球動能變化為零，則重力作的負功就會等於浮力作的正功


另外，"維持等速所需的動能"這句話很怪，

等速度運動是牛頓第一運動定律的"慣性"，即物體力平衡下的自然狀態，

當有阻力存在的情況，阻力會對物體做負功，此時要維持動能不變，

才需要其他的力來作正功。


關於位能，他是一種真實的能量，地位與動能相等，

主要是用來描述兩個物體間有交互作用力(超距力)存在時，

兩個物體間的距離大小會影響該能量的大小，

位能的大小即為抵抗交換作用力而改變其位置所需作的功。

以重力位能為例，

將一顆靜止的蘋果用手施力非常緩慢向上移動一段距離h，並靜止在該處，

前後過程並無動能的變化，所以

後來的位能 - 原本的位能 = 手施力所作的功

手施的力=重力，所以位能形式為 mgh



就像一顆蘋果在樹上靜止，蘋果落下時可以將樹下的牛頓打暈(作功)，

蘋果的一開始的動能為零，為何可以對別人作功呢?能量從何來呢??

這時候位能就理所當然的跳出來救援拉~~~




(C)選項錯誤的原因可能是在

   氣球在上升時，上方附近的空氣會往下"跑"，

   氣球增加的位能 = 空氣減少的位能 + 空氣增加的動能

   所以空氣的能量變化不只是位能上的變化而已。


歡迎其他高手討論指教。



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◆ From: 140.115.221.167
※ 編輯: rbingo          來自: 140.115.221.167      (02/22 03:34)
※ 編輯: rbingo          來自: 140.115.221.167      (02/22 03:36)
※ 編輯: rbingo          來自: 140.115.221.167      (02/22 03:44)
→ bibo9901:在大氣中手持鐵塊使其等速上升 (鐵塊密度遠大於空氣)
→ bibo9901:鐵塊獲得的位能MgΔh必大於空氣損失的位能mgΔh 點解?
→ rbingo:有"手持鐵塊"的話，當然會多了一個手的外力作用
→ rbingo:鐵塊增加的位能 = 手外力作正功 + 浮力坐正功
→ rbingo:浮力為空氣對鐵塊作功，等於空氣失去的能量。
→ bibo9901:為什麼鐵塊增加的位能 = 手外力作正功 + 浮力作正功
→ bibo9901:而氣球增加的位能 = 空氣減少的位能 + 空氣增加的動能?
→ bibo9901:還是能證明空氣減少的位能 + 空氣增加的動能=浮力作正功?
→ bibo9901:那我在真空中(沒空氣沒浮力)拉氣球等速上升
→ bibo9901:氣球增加的位能=空氣減少的位能+空氣增加的動能=0 ?
→ bibo9901:應該改成氣球增加的位能=外界減少的位能+外界增加的動能
→ rbingo:手拉氣球上升，手一定有對氣球作功阿! = =
→ rbingo:在真空中用手拉氣球，就 氣球增加的位能 = 手外力作正功
→ rbingo:請注意原本的題目是沒有"手的拉力"在作功
→ rbingo:總合而言， 氣球增加的能量 = 外界損失的能量