|
用7个质量相等的小球一维碰撞，拿两个碰撞剩下的五个，静止5个，另一端两个弹出，拿5个碰撞剩下的两个，5个中一端2个静止，另一端5个弹出。这样的实验结果，如何通过理论分析或计算得出？能详细说明一下吗？thanks。 【陳浩的回答(11票)】: 这个装置叫牛顿摆[1]。 我不确定提问者是否是因为想到了以下这点才提问的， 不过看到其他回答后，发现大家都没动笔，所以我觉得值得指出一下： ＠郑磊 同学的疑問是有道理的（但是计算有错误）。 动量守恒和能量守恒列出的方程组，事实上有无数个解。 我们看到的实验现象是其中一个可能解，并不是唯一解。 只有不合理地假设“球与球不接触“，这个解才是合理的。 修改一下题目，难点就明显了： 假设第一个球质量是其他球的两倍，实验結果会如何？ 至于为什么最后实验結果是我们看到的这样，目前科学并不是非常清楚…… 我高中时对此有过疑問，本科时找到一篇文献，其中做了一堆实验，定义了新的材料属性，对弹性波等进行了复杂的定性分析。 所以我认为，如果提问者是个学生，只需知道这个实验体现了动能和能量守恒即可。 如果考试时要你计算出这个实验結果，并且没有假设球和球之间没有接触的话…… 那只能说是中国教育的悲剧，因为两个球以上的情况，根本算不出来。 ＝＝＝ “球与球不接触“的具体定义[1]是：两球相互压缩过程中，不压缩另一边的第三球。 对于钢球，这个条件意为球与球之间有大概20微米的间距，所以钢球的实验結果不错。 对于橡胶球（100g 1m/s），就需要球与球之间有大概半毫米的间距，才叫不接触。 如果不满足这个条件，二撞三的情况下，第五个球被撞起的动能可达第四个球的两倍。 完整的解这个系统，还需要知道材料的可压缩性，列出额外的方程。 [1] http://en.wikipedia.org/wiki/Newton_Pendulum 【郑磊的回答(0票)】: 根据动量守恒定律，不考虑碰撞中的能量损失，自然会得出相应的结论。动量=质量x速度。 其实这个题可以很诡异，例如2个球撞5个球，根据动量守恒，结果可以是2个球速度不变离开，也可以是一个球以2倍的速度离开，但为什么实际总是2个球速度不变离开呢？请楼下解答。 【stevenlordiam的回答(0票)】: 动量守恒很简单的原理啊。。。 【Ryekee的回答(0票)】: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%89%9B%E9%A1%BF%E6%91%86 【BUPTGuo的回答(1票)】: 动量守恒吧，有个忘了叫什么名字的摆就是类似的原理 质量相等的小球，运动的小球撞静止的小球，两个之间是速度交换，即静止的运动，运动的静止。（当然没有考虑摩擦和空气阻力） 可以把七个球考虑成一个系统，不考虑摩擦等阻力的情况下，动量是保持不变的。所以，拿2个碰撞剩下的5个，静止5个，另一端2个弹出，拿5个碰撞剩下的2个，5个中一端2个静止，另一端5个弹出。 提问者可以翻翻高中的物理书，里面应该有类似的例子 |
|
|
