我我我 發問時間: 科學其他:科學 · 8 年前

3個關於力和運動的物理問題

想到一些問題 請高手解惑:

1.走路前進靠的是反抗向後施力的摩擦力還是向後施力產生的反作用力?

2.人推牆為作用力與反作用力,兩者受力相當但牆不動而人動,是因為F=ma嗎?

3.靜止乾冰圓盤放在靜止轉盤邊緣,兩者無摩擦,轉盤旋轉時,乾冰圓盤與靜止轉盤既然無摩擦,應有相對速度,為何乾冰圓盤不沿轉盤旋轉的反方向切線飛出?又,轉盤旋轉是,其瞬時速度方向應是沿轉盤切線方向還是沿轉盤邊緣圓弧?

請善心人士回答,感恩!!

4 個解答

評分
  • 8 年前
    最佳解答

    1.其實牛頓所說的作用力與反作用力不單只是對物體進行推力與拉力時發生的現象,其實就連摩擦力也算是其中一種表現,例如當物體在一接觸面進行滑行時,其接觸面會對該物體施以與其"滑動"方向相反的力,通常我們稱之為摩擦力,而摩擦力是相互作用的(無論是接觸面還是滑行物體的接觸面皆承受大小相等方向相反的摩擦力,只是"通常"接觸面(非滑行物體)會受到其他作用力去抵消該摩擦力,以達到力平衡)

    2.其實所有的物體在許多狀況下都不只單受一種力作用,因為力通常只要大小相同方向相反並作用在同一物體就能抵消,而無法抵銷的所有力會一起形成合力,然後再因F=ma,進而對物體產生運動,首先從人開始,人所受到的作用力就牽直面來看只有地球對人的萬有引力(又稱重力)還有地板對人的支撐力(也可稱為正向力)兩者持續作用,而兩者相互抵消(F上下=0),所以人不會加速飛起來或加速往地下鑽,然後再從水平面來看,因為人就只有受到牆面對人施以的反作用力,所以如果腳沒受到摩擦力去抵消牆對人施的力了話,人會自動往後退(因為F=ma,所以人在某一時刻會得到向後的加速度);而牆壁則是受到重力外還受到地板所給予的支撐力(上下來看),以及人的推力和建造牆壁時加強其構造後的摩擦力(前後來看)所以牆壁是靜止的

    3.不知道你知不知道摩擦力(平行接觸面間的相互作用力)的公式是F=uN(摩擦力與正向力的相對關係)(P.S摩擦力與正向力並無直接關聯),其公式代表摩擦力大小等於摩擦係數乘以正向力大小,而摩擦係數只與其接觸面材質、光滑程度、是否有表面汙染、......有關,還有在地球上目前都還找不到摩擦係數為0(只有數質極小)的接觸面,因為摩擦力的來源是因為兩接觸面的電子和原子核互相吸引造成,而這個世界上大多數物質都是由原子構成,所以很難找到剛好摩擦係數為0的接觸面,然後針對於圓盤在轉盤上的運動分析來看,首先圓盤本身是靜止沒錯,可是在旋轉的一剛開始,該接觸面產生了最大靜摩擦力,然後因為之後產生的摩擦力無法克服旋轉時接觸面間的拉力,所以便會延切線方向飛出

    (補充:)力的基本組成最主要分為四種:強力("原子核中"中子和質子或中子和中子或質子和質子間的短程吸附力)、弱力(中子進行B衰變時轉換成質子的短程作用力)、電磁力、重力,所有的力幾乎都是由以上四種所構成,例如推力是因為物質本身由原子所構成,所以當物體相互接觸時,原子核彼此靠近,造成正正相斥的現象,因此牛頓便發現了牛頓第三運動定律(作用力與反作用力),而摩擦力則是因為兩接觸面電子和原子核之間的吸附力造成在滑行上的影響(會因為粗糙、平滑而影響其作用力大小),而那些(強力、電磁力、弱力、重力)構成的力又分好幾種,大致上有繩張力(繩子和繩子間的拉力)、浮力、推拉力、摩擦力、正向力(物體與接觸面間的垂直反作用力)

    2013-08-25 18:40:32 補充:

    3.還有萬一真的沒有摩擦力或摩擦力極小趨於0,那麼乾冰就會原地不動(無論轉盤怎麼轉),因為當物體所受的力平衡時,就會靜者恆靜,動者恆作等速度運動(因為F=ma,所以合力為0物體就沒有加速度,合力不為0物體就有加速度)

    參考資料: 統整學校以及補習班還有科學類的相關知識,外加自己想像
  • 匿名使用者
    7 年前

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  • 匿名使用者
    7 年前

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  • msher
    Lv 6
    8 年前

    1. 在這裡兩者都是!(指的是同一力)

    2. 是的! F=ma, 牆合力F=0, 不動! 人合力不等於0, 所以會動!

    3. "兩者無摩擦,轉盤旋轉時,乾冰圓盤與靜止轉盤既然無摩擦,應有相對速度,為何乾冰圓盤不沿轉盤旋轉的反方向切線飛出?"

    Ans:a. 無摩擦 , 應有相對運動, 對!

    b. 沿切線方向飛出, 錯! 應靜者恆靜, 而不是動者恆作等速度運動!

    c. 依照F=ma乾冰若與轉盤無摩擦, 則乾冰僅受一力, 重力向下,

    若真的無摩擦, 乾冰會在原地不動.

    想像電影中成龍在一轉盤上, 轉盤等速旋轉, 轉盤上面抹上非常滑溜的油, 因轉盤轉動, 成龍在轉盤上兩隻腳不停的走, 但他一直在原處沒前進! (因為沒有摩擦力)(乾冰即是不長腳的成龍, 在原處不前進)

    又,轉盤旋轉是,其瞬時速度方向應是沿轉盤切線方向還是沿轉盤邊緣圓弧?

    Ans: 轉盤邊緣上每個點, 在每個瞬間, "瞬時速度方向" 是沿轉盤的切線方向!

    ps: 補充第一題: 當帶入F=ma時, 你帶入F時, 若以摩擦力來想, 或反作用力來想, 把那個力帶入公式中, 都計算出ma, 這ma就是人前進方向的合力 !

    靠的是反抗向後施力的摩擦力=向後施力產生的反作用力

    =人的腳和地面的接觸力F

    參考資料: 此內容是由參與Yahoo!奇摩知識+ 之網友msher提供,僅供參考,Yahoo!奇摩不保證其正確性。
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