牛顿第二定律分析失重电梯受力让人困惑不已
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比如这位的说法,讲实话我也被这说法搞糊涂了。如果F=ma是合外力,那电梯失重时ma=mg可以看作合外力只剩重力mg。这也是符合实际情况的,因为确实只剩重力。
但是,把公式变下形呢?mg-ma=0,这又是啥意思?广相教材中认为电梯失重是mg和ma抵消了,那这式子就是这意思,但这又是什么意思呢?重力和惯性力抵消了?那还有力吗?那这时系统总的合外力不是0?
但是,前面又说ma是合外力?
所以,同一个公式,mg=ma和mg-ma=0是同一个公式,变形之后解释就不一样了,一个是还剩重力,合外力只剩重力,一个是重力和惯性力抵消了,这让人十分困惑。
2024年04月19日 22点04分 1
level 3
连中学学的东西都没搞明白!你的智商发育是不是有问题?
2024年04月19日 22点04分 2
因为我想的比你们深
2024年04月19日 22点04分
@未来的黑天鹅 呵呵,小学生也会认为乘除法是很深的!
2024年04月19日 22点04分
@未来的黑天鹅 你的智商决定着你也就是在网上抱怨下而已!
2024年04月19日 22点04分
level 9
我觉得问题还是出在F=ma是合力上,如果它是合力,那么它是包括重力的,那电梯失重就是合外力只剩重力,也就是ma=mg。
但是,电梯失重是非惯性系,按照牛顿力学的规则,这时需要添加一个-ma才能应用牛顿力学分析。那ma是人为添加的虚拟力,说它包括重力似乎不太合适?
而且,广相教材明确说了惯性力和重力相互抵消,也确实存在mg-ma=0这个式子,那都抵消了,还有力?ma抵消重力,它还是合外力吗?
但如果添加的ma不是合力,那别的地方F=ma又被视为合力?
所以,牛二定律自身是有些矛盾的。
2024年04月19日 22点04分 3
如果把ma看作是合力,就会产生这些让人困惑的不同的解释
2024年04月19日 22点04分
非惯性系,就是F重+F惯性力=ma。惯性系就是F重=ma。这有什么难理解的吗。惯性系和非惯性系的ma不同有问题吗
2024年04月20日 01点04分
@未来的黑天鹅 不同的参考系,位移可能不同有问题吗? 那么位移对时间的一阶导数和二阶导数也可能不同,有问题吗?
2024年04月20日 01点04分
@谷风天音厨 哦?ma就是惯性力知不知道?你一个等式弄两个惯性力什么意思?
2024年04月20日 01点04分
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当然,有人可能会说,在电梯内观察,ma和mg是抵消了啊,所以失重,但在电梯外观察,ma是合外力,合外力只剩重力mg。这样说似乎有道理,可是ma一会变成合外力,一会是单独的力并且能和mg抵消?这可能吗?ma想合力就合力,不想合力就是独立的力?
2024年04月19日 22点04分 4
level 6
请问楼主旋转运动里 离心力是什么力?
2024年04月19日 23点04分 5
惯性力
2024年04月20日 00点04分
level 12
请问m a g分别是指什么[不高兴]
2024年04月19日 23点04分 6
level 11
老段现在核心问题在于他自己都搞不懂f是什么,建议重学初中物理,给每个物理量标角标,比如f(大地对人),f(电梯地面对人)
2024年04月19日 23点04分 7
电梯地面是什么?
2024年04月20日 00点04分
@未来的黑天鹅 电梯地板,段老板你现在连参考系和向量都搞不明白,老老实实把初中高中物理从头全都重学一遍吧,别在那自己瞎搞了,搞得大伙挺想笑的
2024年04月20日 00点04分
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2024年04月19日 23点04分 8
level 1
当分析运动时,必须首先确认参考系。参考系不同时,受力分析,运动状态都是不同的。如果参考系为电梯,那就是失重时惯性力ma和重力mg抵消,合外力为0。如果参考系为地球,那就是合外力为mg。
首先看地面参考系,惯性系的情况,电梯厢和里面乘客分别考虑,电梯厢受到Mg的重力,合外力Mg,则此时加速度a00=g。乘客是合外力mg,加速度a01=g
选择电梯厢为参考系,则强制设置a10=0,那么可以列参考系转化方程a10=a00+b,解得b=-a00=-g。惯性力是把加速度修正转化为受力修正。乘客有-g(-a00)加速度修正,那么就会产生-mg(-ma00)受力修正。乘客加速度a11=a01-a00,受力就是两边都乘以m。
公式变形之后并不一定保证有物理意义。一般主要是为了计算方便才进行变形求其中某个量。
2024年04月20日 00点04分 9
你的意思是公式写成ma=mg时,其中的ma合力?写成mg-ma=0时,ma就是独立的力?公式变形会让ma变成合力或不是合力?
2024年04月20日 00点04分
@未来的黑天鹅 我写的是a11=a01-a00,代入一半的数值是0=a01-g。但是前面写的是a01=g。并不是公式变形使得其变了意义,公式变形之后约等于没有物理意义了,得重新赋予其物理意义。
2024年04月20日 00点04分
@未来的黑天鹅 之后的mg-ma=0实际上减的是a00,但是前面写的是ma01=mg。只是这两个a数值相等。
2024年04月20日 00点04分
@31459265 所以多搞几个加速度就有意义?
2024年04月20日 00点04分
level 1
ma是合外力,mg是合外力的一项,失重情况下ma仅等于mg,有啥问题,或者说ma只包含mg,因此ma-mg=0
2024年04月20日 00点04分 10
那广相说惯性力和重力抵消呢?mg-ma=0,不是明白的表示了这种抵消关?
2024年04月20日 00点04分
如果合外力只剩mg,那公式写成ma=mg才直观
2024年04月20日 00点04分
@未来的黑天鹅 额,抵消了,所以哪里有问题或矛盾?
2024年04月20日 00点04分
@🌻Nanoha 抵消时,ma是合力?合力怎么会被抵消?
2024年04月20日 00点04分
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另外mg-ma=0视为以重力加速度作为假设运动速度下对参考系的加速度补偿,具体参考达朗贝尔原理,此时所有力均为假设力,没有实际物理意义
2024年04月20日 00点04分 11
但mg-ma=0是mg=ma的变形,怎么没有意义?它没意义,mg-ma=0不也没了意义?
2024年04月20日 00点04分
@未来的黑天鹅 没意义是指经过运算,你找不到一个直观的物理量去描述,但你可以找一个间接的物理量去描述
2024年04月20日 00点04分
level 9
你处于平常状态的时候受到的重力大小是mg。
你处在有加速度的情况下,虽然重力还是mg,但是有些力被拿去加速了,所以失重了。
用其他方式最后也是表达这么个意思,你反反复复纠结些无关紧要的字眼干什么
2024年04月20日 00点04分 12
有些力被拿去加什么速了?
2024年04月20日 01点04分
@未来的黑天鹅 重力啊……电梯假如是处于匀速下降的,就不会有失重状态。
2024年04月20日 01点04分
level 9
力被拿去加速,会通过某种形式产生合外力,所以你直接分析力,也能得到一个平衡的结果。
作用力和反作用力始终相等。
2024年04月20日 00点04分 13
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牛二定理 F合=ma。
式子左边是受力分析出来的;而右边是运动学,是在参考系的基础上观测出来的。
把力学和运动学联系起来了才是牛二的意义。
2024年04月20日 01点04分 14
力是观测不出来的,你面前放了一个物体,你是不可能精确知道他受到的多少力的。(就不说内力外力的区别了。如果他是个磁铁,那么它可能就受磁力)你光看是看不出来他一共受多少力的。但是你可以看出他的位移速度加速度,然后测量质量,最后算出合力。这就是力学和运动学的区别。
2024年04月20日 01点04分
level 2
首先公式变形后数学有数学意义但不一定有物理意义欧姆定律U=IR和R=U/I,前者有物理意义,后者没有。其次本问题中从电梯外(惯性参考系下)mg=ma物理意义:重力产生加速度a。从电梯内看mg+F(惯性力)=0物理意义:惯性力与重力抵消不产生加速度。
2024年04月20日 01点04分 15
ma是合力吗?是合力那怎么和mg抵消?合力能抵消?ma=mg的意思不是合力还剩mg了吗?既然还有mg,怎么又抵消了呢?但ma-mg=0确实又成立,也就是说确实抵消了,那这是矛盾的
2024年04月20日 01点04分
@小说与科学 你后一个式子就是mg-ma=0?怎么没意义?没意义你还用?
2024年04月20日 01点04分
首先第一个式子ma不是合力而是牛顿第二定律的加速度项F=ma,F只有重力故mg=ma 第二个式子有意义啊,我明确写了物理意义:惯性力与重力抵消,加速度为0,眼睛不要请捐给其他人,谢谢
2024年04月20日 03点04分
本题中,第一个式子在惯性参考系下有物理意义,在非惯性参考系下是错误且没有物理意义,第二个式子在惯性参考系下是错误且没有物理意义,在非惯性参考系下是正确且有物理意义的。
2024年04月20日 03点04分
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