克服重力做功这一说法对吗,克服重力所做的功是正功还是负功

首页 > 车主 > 作者:YD1662023-06-19 07:03:37

克服重力做功这一说法对吗,克服重力所做的功是正功还是负功(1)

看来今晚

估计又要睡不着

今天超模君准备了几道有趣的物理题目,让各位模友烧一下脑?

问题一:

有一个半圆柱体横放在水平桌面上,截面的半径为 R 。我们在半圆柱体上放一块木板,试图让它在半圆上保持平衡。假如这块木板非常薄,那么这块木板很容易放稳,即使有些小动静,木板也会自动恢复平衡。但考虑另外一个极端,假如这是一块非常厚非常厚的木板(甚至是大楼一般的形状),它显然不能稳放在这个半圆上。

那么,这中间一定会有一个临界点。

这个临界点在哪里?换句话说,这个半圆上最多能放稳一块多厚的木板?

克服重力做功这一说法对吗,克服重力所做的功是正功还是负功(2)

把半圆的半径记作 R ,把木板的厚度记作 t 。如果把木板平放在半圆上,其重心的高度就是 R t/2 。假如这块木板倾斜了一个微小的角度 θ ,那么图中 M’T 的长度等于弧 MT 的长度,即2πR·(θ/2π) = R·θ

此时,木板的重心 G’ 的高度变为了 (t/2)cosθ (R·θ)sinθ R·cosθ。为了让木板保持平衡,不会自动往下滑,我们需要让新的重心高度大于原来的重心高度,即 (t/2)cosθ (R·θ)sinθ R·cosθ > R t/2。解出不等式,再令 θ→0 ,即可得到 t < 2R。

克服重力做功这一说法对吗,克服重力所做的功是正功还是负功(3)

也就是说,一旦木板的厚度超过半圆的直径,木板就无法放稳了。

问题二:

假如你面向东边,站在冰面上,鞋底与冰面完全没有摩擦。你能否做出一系列动作,使得自己最后能面向西边站立?

克服重力做功这一说法对吗,克服重力所做的功是正功还是负功(4)

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