載入中...
相關課程
登入觀看
⇐ Use this menu to view and help create subtitles for this video in many different languages.
You'll probably want to hide YouTube's captions if using these subtitles.
Unbalanced Forces and Motion : Thinking about what is true about how unbalanced forces relate to motion and acceleration
相關課程
0 / 750
- 這裡有四個命題, 我要你思考一下哪些
- 是真命題. 第一個命題: 一個運動中的物體
- 只有受到與運動方向一致的非平衡力的作用時才會慢下來 ... 有趣
- 第二個命題: 除非受到非平衡力的作用, 一個運動中的
- 物體永遠地保持同樣的速率和運動方向 ... 也很有趣
- 第三個命題: 除非受到非平衡力的作用, 靜止的物體永遠靜止
- 而第四個命題: 一個受到非平衡力作用的
- 物體將沿非平衡力的方向加速
- 我把這些命題留給你們去思考, 請找出
- 哪些是真命題
- 也許它們全偽, 或全真又或者部分是真的
- 現在, 讓我們逐個命題來分析
- 首先看第一個命題: 一個運動中的物體只有
- 在受到沿運動方向上的非平衡力時才會慢下來. 嗯 ...
- 最起碼它與日常生活的經驗吻合. 如果我在室內推動家具
- 比如說, 這是我家裡的地毯
- 我正打算推動這台陳舊的大電視
- (我正推動一台電視) 要使它保持運動的唯一方法就是
- 一直推它. 讓我把力畫出來
- 我們稱這個力為推動電視的力
- 我只有持續的推動電視才可以使它保持
- 運動. 如果我停止施力, 它似乎會慢下來
- 因此, 根据日常生活的經驗, 這個命題似乎是真的.
- 我說"似乎" 因為我沒有考慮所有的力.
- 實際上, 物體所受的力不單只是推力, 還有摩擦力
- (還有摩擦力)
- 如果要保持電視以常速運動
- 我施加的推力的大小基本不能變
- (它們必須保持不變)
- 如果我要保持電視在我推動的方向上以常速運動
- 我的推力要完全抵消摩擦力
- 如果推力小於摩擦力, 則電視會慢下來
- 如果推力大於摩擦力, 電視將會加速運動.
- 但在這種的情況下, 物體在運動中, 這裡的合力實際上
- 是平衡力. 推力被摩擦力平衡.
- 考慮另一種情況, 如果我們在外太空 (沒有空氣阻力)
- 但如果我們到太空中 (特別是外太空), 四周沒有星球
- 完全真空, 如果物體在運動中, 沒有其它平衡力
- 沒有其它力作用在它身上
- 物體將保持運動. 改變運動方向或運動速度的
- 唯一方法是附加非零的淨力
- 回到這個例子上, 物體慢下來的原因是
- 如果我停止推它, 淨力是摩擦力
- 如果你想思考這個問題, 假設有一點空氣阻力
- 實際上這是不對的. 一個物體在運動中不會慢下來, 除非
- 它受到非平衡力的作用.
- 運動中的物體, 只要它不受力或所受的力是
- 平衡力或一組相互平衡的力, 它將保持運動狀態.
- 因此它是不對. 一個運動中的物體永遠保持運動速度
- 和方向除非它受到非平衡力的作用.
- 這是對的! 這就是物體在真空中運動的實際情況.
- 如果無作用力 (淨力為零)
- 速度不會改變. 相似地, 如果物體所受的各個力
- 相互平衡時, 也有相似的結論.
- 在這種情況下, 只要持續推動物體, 而且地面(材質等)
- 和摩擦力不變的情況下, 理論上, 物體在該方向上的運動狀態不變.
- 改變方向或速度的唯一方法就是
- 施加一個非平衡力. 也許當推力大於摩擦力時
- 或者當摩擦力大於推力時
- 那麼這個命題就成真了.
- 第三個命題, 除非受到非平衡力的作用,
- 一個靜止的物體永遠保持靜止. 實際上, 這很直觀, 我想
- 如果你讓某東西待在那裡, 它就會一直待在那裡.
- 它不會瞬時動起來.
- 所以, 這也是對的. 這不只是沒有受力的情況, 也可
- 能是物體靜止不動但它卻受到平衡力的作用.
- 因此, 使物體由靜止開始運動的唯一方法就是
- 施加一個非零淨力 -- 非平衡力.
- 假設這個力大於那個力,
- 兩個力不完全抵消. 因此, 這個命題也是對的.
- 最後一個命題, 一個受非平衡力作用的物體總是沿
- 受力方向加速. 因此, 如果我有一個物體受到一個非
- 衡力作用, 所有力的疊加結果得到一個浄力 (該力的方向
- 就是合力的方向). 這個命題也對. 受到非平衡力的
- 物體總會沿該淨合力的方向加速.
- 我們可以從另一角度來考慮問題
- 假設有一個沒有加速的物體, 比如我們這台以常速
- 運動的電視又或者在太空中運動的物體, 如果你
- 看到沒有加速的物體, 那麼它一定沒有受到非平衡力的作用.
- 因此, 它要不受到平衡力的作用, 要不完全不受力,
- 但不可能受到非平衡力的作用.
- 如果存在非平衡力, 物體就會加速.