打字猴:1.70094763e+09
1700947630 因此为了求加速度,我们必须对重物的高度两次求微商:一次我们得到y 方向的速度,再一次微商就得到加速度。高度为 ,你们应该能够很快 对此求出微商,答案为
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1700947635 它是负的,即使重物向上运动。但我把我的符号全都搞得很笨拙。所以我就让它这样 。无论如何,我知道速率是向上的,所以假如t 是正的话,则这个等式就错了。但t 确实应该是负的——所以该式是正确的。
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1700947637 现在我们来计算加速度。你们能够用几种方法来解这道题:你们可以用普通的方法去解,但我将利用第一章给你们讲过的“超级”方法:你们再写下y′ ;然后你们说,“我要微分的第一项是一次幂,-t ,-t 的微商是-1。我要微分的第二项是负二分之一次幂,这一项是0.25-t2 。它的微商是-2t 。做完了 !”
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1700947642 现在我们有了任何时刻的加速度。为了求力,我们要把它乘以质量。所以,力——产生加速度的除重力以外的力——等于质量(2公斤)乘加速度,让我们把数值代入;t 为0.3,0.25-t2 的平方根就是0.25-0.09=0.16的平方根0.4——好,多方便!正确吗?肯定正确,先生。这个平方根与y 本身相同,当t 为0.3时,根据我们的图解,y 为0.4。好,不错。
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1700947644 (在我的计算过程中,我总是边计算边核查。一种核查方法是非常仔细地作数学计算;另一种核查方法是一直关注着所得到的数据是否合理,是否描述实际发生的情况。)
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1700947646 现在我们来计算。(第一次解这问题时我认为0.25-t2 =0.4,而不是0.16——为了找到那样 一个解,花费了我一些时间!)我们算出某一个或另一个数值;结果加速度约为3.9。[7]
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1700947648 好了,加速度为3.9,现在来求力:与这个加速度相应的垂直方向的力为3.9乘2kg乘g 。不,这不对!我忘了,现在没有g 了;3.9是真实的加速度。垂直方向的重力是2kg乘由重力加速度9.8——这就是g ——而杆子作用在重物上的力的垂直分量是这两个力之和,其中一个带有负号;两个符号是相反的。所以你们把它们相减,并得
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1700947655 但应记住,现在得到的是作用在重物 上的垂直 方向的力。作用在滚轴 上的水平 力是多少呢?答案是:作用在滚轴上的水平力,是作用在重物上的垂直力一半的 。我们前面就注意到:向下拉的力是由两条腿支撑的,它们把力分解为二,由几何关系可知,力的水平分量与垂直分量之比是 ——所以答案是:作用在滚轴上的水平力是作用在重物上的垂直的八分之三。我算出的结果是每一个力的八分之三,对重力的情况我得到7.35,而由加速度产生的项得2.95,它们的差为4.425牛顿——比重物在相同位置上而不动时所需的支撑力大约小3牛顿(见图2-9)。
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1700947657 FR =…≈4.425(牛顿).
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1700947662 图2-9 利用相似三角形求作用在滚轴上的力
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1700947664 总之,这就是你们如何设计机械的方式;你们知道驱动一个物体向前需要多大的力。
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1700947666 现在你们要问:“那是解决这种问题的正确方法吗?”
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1700947668 这种东西是不存在的!没有处理任何事情的“正确”方法。做一件事用特定方法可能是正确的,但它不是在任何情况下都正确的 方法。你们可以用你们想要的任何该死的方法做事情!(好吧,请原谅:有许多不正确 的办事方法。)
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1700947670 现在,如果我足够聪明,我只要看一看这东西,就能够告诉你们力有多大;但我不是 一个足够聪明的人,所以我不得不用这种或那种 方法来做这种事件——但有许多 做这种事情方法。我要说明另一种方法,它非常有用,尤其是你要设计真实的机器。这个问题由于具有相等长度的腿及其他因素而简化了,因为不想把运算复杂化。但物理概念 可以帮助你们能够用另一种方法计算出所有东西,即使几何关系并不如此简单。下面介绍的就是另一种有趣的方法。
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1700947672 当你们有一整套能使许多重物运动的杠杆时,你们就能够做这样的事:随着你们驱动这些物体,由于所有杠杆的作用,所有重物都开始运动,你们就要做一定数量的功W 。在任何给定的时刻,有一定的功率输入,功率是你们做功的速率,即dW /dt 。在同一时刻,所有重物的能量E 是以某种速率变化,即dE /dt ,而这两者是相互匹配的。这就是说你输入功的速率应该与所有重物的总能量的变化率相匹配:
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1700947677 回想一下讲过的课,你们应该记得,功率等于力乘以速度[8] :
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