首先,糾正一下,慣性力不存在,所以慣性力做功是一種錯誤的說法。 其次,動能不是因為環飛出去了才獲得的,動能從環開始旋轉開始就一直存在。正是因為有動能環才飛了出去。 然後我們來分析這個輕環飛出去的問題。我們知道,物體在不受力的情況下,是嚴格的勻速直線運動。一個物體要繞著一箇中心旋轉的話,要始終有一個力在時時刻刻的改變它的方向才行,這個力就是向心力,從虛擬力的角度講,用來抵消俗稱的離心力,當然,離心力就是你說的慣性力,這個力其實是不存在的。 從俯視的角度看,環在平面上受到一個力,那就是棒子給環的壓力F,這個力的大小是隨著環的轉速的升高而變大的,方向是變化的,但是始終是和棒子垂直的。這個不知道你能不能理解。這個力輻射成為一個垂直於棒子的圓面,這個力可以分為兩個力,第一個,是垂直於地面的向上的分力F1,另一個用來提供向心力F2。 在棒子的平面上看,環受到一個平行於棒子的摩擦力,方向始終和環沿著棒子的運動方向相反。 我們可以到,在垂直方向上,環受三個力,①一個是F得豎直分量F1,②重力G,③摩擦力在棒子上的摩擦力在豎直方向上的分力f1(方向不定,下面分析)。 當環的轉速加快的時候,由公式可以知道,所需要的向心力F2是變大的,當一個力F的方向不變,所有分力的方向不變時,其中一個分力變大,意味著,整個力F是變大的,也意味著其他方向上的分力也是變大的(這個要畫圖好好理解)。就是說,當F,F1,F2的方向都不變,而F2變大的時候,F1也變大了。F1變大,而重力不變,摩擦力有個上限,所以當環的速度一直變快的時候,F1持續增大,總有一個時刻是超過重力和摩擦力的,這個時候,在豎直方向上,環受到的外力就總和為一個向上的力,提供了加速度,所以環向上運動,直至飛出去。飛出去的初速度完全取決於環的轉速。
首先,糾正一下,慣性力不存在,所以慣性力做功是一種錯誤的說法。 其次,動能不是因為環飛出去了才獲得的,動能從環開始旋轉開始就一直存在。正是因為有動能環才飛了出去。 然後我們來分析這個輕環飛出去的問題。我們知道,物體在不受力的情況下,是嚴格的勻速直線運動。一個物體要繞著一箇中心旋轉的話,要始終有一個力在時時刻刻的改變它的方向才行,這個力就是向心力,從虛擬力的角度講,用來抵消俗稱的離心力,當然,離心力就是你說的慣性力,這個力其實是不存在的。 從俯視的角度看,環在平面上受到一個力,那就是棒子給環的壓力F,這個力的大小是隨著環的轉速的升高而變大的,方向是變化的,但是始終是和棒子垂直的。這個不知道你能不能理解。這個力輻射成為一個垂直於棒子的圓面,這個力可以分為兩個力,第一個,是垂直於地面的向上的分力F1,另一個用來提供向心力F2。 在棒子的平面上看,環受到一個平行於棒子的摩擦力,方向始終和環沿著棒子的運動方向相反。 我們可以到,在垂直方向上,環受三個力,①一個是F得豎直分量F1,②重力G,③摩擦力在棒子上的摩擦力在豎直方向上的分力f1(方向不定,下面分析)。 當環的轉速加快的時候,由公式可以知道,所需要的向心力F2是變大的,當一個力F的方向不變,所有分力的方向不變時,其中一個分力變大,意味著,整個力F是變大的,也意味著其他方向上的分力也是變大的(這個要畫圖好好理解)。就是說,當F,F1,F2的方向都不變,而F2變大的時候,F1也變大了。F1變大,而重力不變,摩擦力有個上限,所以當環的速度一直變快的時候,F1持續增大,總有一個時刻是超過重力和摩擦力的,這個時候,在豎直方向上,環受到的外力就總和為一個向上的力,提供了加速度,所以環向上運動,直至飛出去。飛出去的初速度完全取決於環的轉速。