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2015-03-23, 10:54 AM
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#1 |
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管理版主
 
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聊天 - 考大家個物理問題
最近看到幾個逆向行車出事的新聞
就想到以前就連 流言終結者主持人都會犯錯的物理問題 題目如下： A 一台大車 對撞 一台小車 假設車速一樣 (之後大車還往前推行1m) B 一台大車 直挺挺(車速同A)未煞車 撞磚牆 (之後牆被撞毀車還往前行1m) 又牆與小車重量相等 請問 1.大車在A與B那個情況下 毀損較嚴重? 2.又大車在那個情況下承受的撞擊力道較強  P.S 應該是會出現三種論調， 蚵男會說 真相只有一個 |
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送花文章: 2032,
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有 5 位會員向 mini 送花:
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a471 (2015-03-24),getter (2015-03-23),runonetime (2015-03-23),tunhsiang (2015-03-23),羅迪 (2015-03-28)
感謝您發表一篇好文章 |
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2015-03-23, 04:00 PM
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#3 (permalink) |
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管理員
 
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迪西不知道這樣對不對 ...
大車a、小車b、牆c 先給預一些測設定的數值 質量：a=2、b=1、c=1 總質量：abm=3、acm=3 速度：a=1、b=1、c=0 (牆壁不會動) 相對速度，相反方向速度相加：abs=2、acs=1 以上述兩個撞擊方式： 總和作用的相對速度與質量 abm x abs = 6 > acm x acs = 3 就此推測： 問題一 是 A 的毀損較嚴重 問題二 是 A 的撞擊力道較強 |
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__________________ 在「專業主討論區」中的問題解決後，要記得按一下  按鈕喔，這是一種禮貌動作。  一樣是在「專業主討論區」中發問，不管問題解決與否，都要回應別人的回答文喔。 不然搞 [斷頭文]，只看不回應，下次被別人列入黑名單就不要怪人喔。 天線寶寶說再見啦~ ... 天線寶寶說再見啦~ 迪西：「再見~ 再見~」 『 Otaku Culture Party 』 關心您 ... 
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送花文章: 37855,
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2015-03-24, 03:55 PM
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#4 (permalink) |
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管理版主
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答案如下：(請反白)
首先 根據牛頓第三定律 (作用力與反作用力) 大車撞牆的瞬間(t0)會得到一股反作用力(其大小等於大車施加的作用力) 而 大車 對撞 小車 也是 得到一股反作用力(其大小等於大車施加的作用力) 這是第一股撞擊力 接著由於質量不同 根據牛頓第二定律 (加速度定律) t1時開始傾斜大車繼續前進 撞破牆與撞動小車 可以用突破最大靜摩擦力來概括 屬於第二股撞擊力(抗力) 前行1m後停止(t2)則是因為 (總)動摩擦力的關係 也就是第三股抗力(撞擊力) 如果說撞牆與撞小車停止時間一樣都是ta(t0 至 t2) 所以回推 A與B 的 第二股+第三股 是一樣大的 (就算 A的第二股 不等於 B的第二股 也不影響這個總和) 結論就是 2. A與B 承受一樣的撞擊力 接著是哪一個毀損較嚴重 理論上 承受一樣的(總)撞擊力 所以 1. 毀損程度一樣 但這裡存在著接觸面的問題等細節 撞牆的接觸面大 大車車頭凹陷可能幅度較小，但磚頭四散甚至回砸所以受傷面較廣 撞小車(不是寬車頭)由於接觸面較小 大車車頭凹陷也會較深 這時大車駕駛可能腿部有很高的機率會被夾傷 所以有機率(不可測)的問題存在 結論還是用 毀損程度一樣 做解答 ======== 如果停止時間不同 就會得到不同結論 比如 A的 ta較長，代表撞擊物讓大車花較少的力去抵銷 所以衝擊力較小，毀損較輕 此帖於 2015-03-24 04:13 PM 被 mini 編輯. |
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送花文章: 2032,
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2015-03-27, 05:25 AM
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#5 (permalink) |
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長老會員
 
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我覺得定律被誤用了...
如果【小車是靜止不動的】 然後大車用相同的速度去撞小車，去撞牆， 然後都是往前推行１Ｍ （先不考慮何時踩煞車的問題） 這種情況下就應該會是相同的撞況 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 但小車本身是往前進的， 大車撞到小車之後，能夠往前推行的話，表示其推力是【小車的推力加上１Ｍ】 但相同的速度撞上【靜止的牆，而且又是往前推行１Ｍ】 整件事就是不合理 但實際上有沒有可能呢，答案是有的， 因為牆壁（小車）本身有重量，而且有地力引力的存在， 也就是說，在【某一個質量】之下， 靜止的小車(牆壁) vs 往大車方向開的小車(速度在某種程度之下) 其阻力是相同的(一個是向下的阻力，一個是向前的阻力) 因此大車在該速度撞到對向的小車 vs 撞到靜止的牆壁時， 正好承受了完全相同的衝擊力，最後往前推行了1M 在這種情況下，就真的是承受了相同的撞擊力，並且毀損情況通常會相同 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 但是題目沒有寫到這些細節，僅僅只有少少的幾個字，是不會有正確答案的 這種題目只適合讓研究生去自己追加其他因素，再來說明各種結果... |
__________________ 姜太公釣魚~ 願者上鉤
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2015-03-27, 09:15 PM
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#6 (permalink) |
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管理版主
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這個題目有個很巧妙的地方
就是解答時假設A B 情況ta是一樣的狀況 如果大車能花ta的時間在1公尺距離下煞車 他就能釋放F的能量，反過來說必須施以-F的作用力才可煞住 因此就算狀況改變 變成 撞擊至大車停止(在相同距離時間下釋放的能量就相同) 整個可以簡化成F=Ma 所以A=B 但其實撞擊可分解成三個時間段 t0接觸瞬間 t1大車繼續前進 ("突破"最大靜摩擦力) t2大車前進1m後停止 (林林總總的因素合成的 總動摩擦反力) 瞬間是一樣的都是起始時間 所以 A的t0 等於 B的t0 但牆不同於車(硬度、彈力、固定於地面...) 所以 A的t1不等於B的t1 A的t2不等於B的t2 如果 C 大車撞不會動的小車在1m內ta時間內停住 以上面的論調那當然也可以說 C=B 只是說 如果ta一樣則會脫離現實(t2時消耗絕大部分的能量，可能發生 最大靜摩擦力 反而小於 總動摩擦反力 的情況) 如果是A 對撞(t1時消耗絕大部分的能量) 這整個題目不只是在立題上不脫離現實 也設下觀念上的陷阱 是同車對撞的進化題 可能很多人都會有不同見解 唯獨 ta在題目上沒有指明 但因為在同距離下停止，所以用F=ma看整個事件F與M都不變下a也必須不變才會相等 也就因此ta是一樣的 |
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