平安证券可以买美股吗:物理题:关于杠杆、滑轮外第三种省力方法——陀螺仪法?

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/05/03 09:24:47
试验现象如下:一根长100cm、直径10cm的金属圆柱,顶端装有一个直径30cm、长30cm的金属飞轮,貌似火炬状,总质量约50kg。
如果飞轮静止状态下平放在地板上,一个成年人用双手紧握火炬底部不可能举起,但是如果将飞轮高速运转,则可轻易举起。
这是外国一试验,主流物理学家不认同这种方式为省力的方式。
请问:这样省力的物理依据是什么?为什么主流学派不认同?
我多年问了许多朋友都不清楚,还请物理大师们赐教。谢谢
各位大大的回答很是专业哦,谢谢。
那我再问一下:
1、举起的时候,用的力是否还是相当于50kg向上的力?还是减轻了?
2、在举起的过程中,是否有因为“减省了力矩”而损耗了能,使飞轮的转速变慢?

上面的两种解释没有揭示出这起物理实验的本质.

实际上,并不是动态省力,而是静态下过于费力了.
要注意,人在举起圆柱时,并不是握在它的重心点来举起它的,而是握在它的底部来举起它.这种状态下,人相当于作一个钓鱼的动作,不仅要有一个上举的力,还有一个下压的力,这样产生一个力矩,才能真正举起它.
而在顶盘旋转时,只要旋转速度够快,甚至都可以底端放在支撑物上而顶端悬空从而保持平衡!而在底端的力并没有实质性的减少,它还是等于整个柱和盘的总重.而举起50KG的总重量对于一个成年男子而言,并不是很困难的事情.所以在动态下,举起它很容易也就好理解了:旋转带来的并不是重量的减轻,而是重心的移动-----我们可以先这样理解了,这个问题深入下去三言两语就说不清了.

总结一下:旋转状态省的是力矩,而不是向上的力.

省力的定义我个人觉得就是能用更少的力做相同的功

要是从那出发来考虑你的问题

你那系统的能量是由(假如举起10M)

E势能=E动能+E你力做的功

要是没有旋转球能量为 E势能=E你力做的功

从上式可以看出你用的力大了,但你有没有发现E动能属于外力,那就是说,系统加入了别的力的作用.
要是把球的旋转做的功还原为人的力,那么上面2式人做的功是一样的.

我们考虑这样的问题的时候一定要把系统全部的力一起考虑:
就如跷跷板

你在其中一边加上一个正方向的力,那边原来的力自然就小了,但那并不是省力.不过是多加入了一个外力罢了.

我想这是离心力的作用。飞轮高速旋转的时候会产生离心力,离心力会与地球引力所抗衡,当离心力与引力平衡的时候,这个飞轮就会处于失重状态了。但飞轮的离心力还没与引力平衡,所以只会减轻重量。纯属个人理解。我也不认为这是一种省力方式。是的,当飞轮静止时我们无法举起来,当飞轮旋转时我们可以很容易举起来,这是省力了。但是你有没有想到,你需要费力去旋转这个飞轮,举起来才会省力?当举起来省力的时候,你的力都费在旋转飞轮上了。当你举起来用100%的力的时候,你不需要旋转,旋转的力需要0。当你举起来不用力的时候,证明飞轮已经有离心力与引力抗衡,而离心力必须旋转飞轮才可以得到,你把力花在旋转飞轮上了。所以,发明一个“省力机”“永动机”的时候,不要只看表面,是的,表面看真的省力了,但是你把力用在其它地方上了。

这个题目首先要解决圆柱上面的飞轮的问题。飞轮在旋转时,产生的离心力相当于往外拉的力,这个力与地球引力的方向垂直,实际上起到了“抵制”地球引力的作用。

飞轮旋转时,其质量并没有减少,重量则有减轻,对下面的圆柱体的压力会减小。

题目里已经说了,飞轮是“高速运转”,当飞轮的旋转速度足够快时,甚至会产生失重的现象。所以,此时举起这个“火炬”似的东西,就容易得多了。

但是,它省力了吗?没有。不要忘记启动飞轮的力。这个实验只是将一个动作分成了两步,用了两次力。吃第二个馒头觉得饱了,不要忘了前一个馒头。