很多读者都听说过,现在地球上可以发射激光到月球,反射回来,通过计算一来一回的时间来测量地月距离。现在问题是,怎样的镜子才能够把来自不同角度的光都以相同的方向反射回去呢?实现这一目的的镜子称为“多角度反射镜”。
上一次我从密度的角度讨论了旋转的弹簧伸长的问题,由于对弹性形变等问题是初涉,所以花了好大功夫。这几天重新认识了一下胡克定律,并且从另外的角度给出了这道题目的一个相对简单的解法。在此把它记录下来,并写写我对弹性形变的一些粗浅看法。
在解答的过程中,我再次体验到了殊途同归的感觉,科学就是这样的奇妙,一个目的地往往有着不止一条道路,不同的道路会给我们不同的科学视觉,最终领略到不同的科学美景;多走几条路,更能够让我们从不同的角度领略美不胜收的科学,这也是众多旅游爱好者不辞千里地观赏美景的原因!
一根均匀的弹簧长度l0,线密度λ0,劲度系数k,总质量M。现在没有重力的环境下,绕其一端作角速度ω的旋转(角速度恒定),则此时其长度变为多少?
这是网友“宇宙为家”在几天前提出的问题。期间我曾做过多次解答,犯了若干次错误,经过修修补补,得出了最后的答案,在此感谢“宇宙为家”朋友的多次提醒。如果下面的答案依旧有错误,望各位读者发现并指出。
向量在几何和物理中都有极其重要的作用,现在就让我们来看如何用向量研究物理中的圆周运动。
首先我们必须了解一些基础:
1.在向量中,只要一条“向径”($\stackrel{\to}{r}$)就可以描述出物体的运动,而不需要建立坐标系。这就是向量应用于物理的原因:物理定律不应该依赖于坐标系,而向量恰恰也不依赖于坐标系!
2.牛顿第二定律:$\stackrel{\to}{F}=m\stackrel{\to}{a}$
3.以及一些向量的微积分运算等(可以查阅维基百科或者相关资料)
在下面及以后的文章描述中,为了大家的阅读方便,把向量写成$\stackrel{\to}{r}$的形式,而非把字母加粗。一般情况下,在本站的描述中,有$|\stackrel{\to}{r}|=r,|\dot{\stackrel{\to}{r}}|=v,|ddot{\stackrel{\to}{r}}|=a$。但是,$dot{r}=\frac{d|\stackrel{\to}{r}|}{dt} != |\dot{\stackrel{\to}{r}}|$
自由落体的一般定义是:只考虑吸引天体和被吸引天体的引力因素,忽略其他的运动和大气摩擦等因素,物体从静止(相对于吸引天体)开始接近吸引天体的运动。根据这个定义,假设地球为一个均匀球体,半径为r,质量为M,物体从距离地表h高度处自由落下。求落到地面的时间t,或者根据时间t求h。
令s为t时刻物体左右下落的物体与地表的距离,忽略物体的小质量,那么可以列出微分方程:
$\frac{d^2 s}{dt^2}=-\frac{GM}{(r+s)^2}$——(1)
并且初始条件是$t=0,s=h,\dot{s}=v=0$
在实际应用中,我们不必求出这道微分方程的精确解,因为这个解极其麻烦,在之前曾经讨论过。我们只需要求出一个有足够精确度的近似解就行。






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