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Posts tagged ‘力学’

8
Dec

谣言粉碎机:粉笔摔倒地上会摔成几段?

昨天晚上宿舍夜聊的时候,dcr神牛说起了这样一件事实:一个粉笔掉到地上,无论它是以怎样的初始状态开始运动的,最后掉到地上,只要它摔断了,就一定是断成3段(而不是2段或者别的几段)。。。我当时听了之后世界观就崩溃了,怎么会是这样呢?要是说摔成2段就罢了,还可以理解,这个3段是怎么出来的。。。后来我在人人网上发状态,好多同学跟帖说,他们的高中老师或者力学老师也讲过这样一个事实。。。我当时就在奇怪,为什么哥活了20+年了,这样一个简单而又有趣的事实我就从来没有注意到过呢。。。

鉴于没有学过材料力学之类的课程,理论分析可能会不给力,所以我决定先做实验验证一下这个事实,然后通过实验现象思考一下原因。(结果今天白天给忘了,到了晚上才想起来,于是实验材料就只能是cz神牛从教学楼带回来的10跟粉笔。。。)

今天的实验结果如下:

如果粉笔从刚刚能摔断的高度下落,那么粉笔其实是摔成2段的。。。两段并不一样长,短的那段大概只有粉笔原长的1/4左右。。。至此,我相信谣言已经破解了。。。囧。。。

接下来的实验,是从更高一点的高度让它下落,如果从站直并且手臂平伸的高度下落的话,粉笔确实会摔成3段。这大概就是这条流言的起源吧,认为人一般来说都是从自己比较舒服的姿势去扔粉笔,然后这个高度范围恰好是让它断成三段的情况。。。

然后再次提升高度, Read moreRead more

6
Jan

谬误与真知:马桶、台风与“地转偏向力”

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“为什么北半球的马桶冲水时水流是逆时针向内旋转的?”

“因为地转偏向力使水流一边向下流一边向它的右边拐。”

这是一个在日常生活中会偶尔听到的话题,答案真的如此吗?为了弄清这一问题,我们得深入的探讨一下什么是地转偏向力。 

地转偏向力,是一个更为普遍的“力”之中的一个特例,这个“力”的大名就叫做科里奥利力。它是由法国数学家、工程师科里奥利(Gaspard-Gustave Coriolis)从理论力学中推导出来的,所以也以他的名字命名。为什么我们要在这个“力” 字上加引号呢?因为它不是一个真正的力。真正的力除了有受力物体也应该有施力物体,但如果这个科里奥利力有施力物体的话,那这个施力物体也太玄乎了,能让北半球所有水流都向右拐。这其实不是一个真正的力,物理学家们把它称作一种惯性力,也就是说是由物体的惯性产生的力。

那么,在什么情况下才会出现这种力呢?科里奥利说了,在一个转动的参考系中就会出现科里奥利力,只要是在这个参考系中运动的物体都会好像受到一股垂直于运动方向的力,从而偏离开它的轨道。科里奥利他说的“转动的参考系”,其实这个转动就是说这个参考系相对于一个惯性系在转动【注1】,那么这个参考系本身就是一个非惯性系了。科里奥利力就是这个非惯性系里边的一个惯性力。 Read moreRead more

9
May

overhang 堆积木 - 能伸出桌面多远?

n个长度为1的砖块,叠起来能伸出桌面多远?(只考虑方块各平面都与桌面平行的情况)。

下面这种放法,很多人高中学物理的时候都见过吧?它用N个砖块伸出了大约1/2ln(N)。

上面这种叠放方法称为Harmonic Stacks,但它是最优的吗?下面这个例子可以看出,在3个砖块,我们就已经能做的更好了。 Read moreRead more

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