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将一支密度为0.9的筷子以45度角斜向下射入静水中，入水速度为V≈5米/秒，入水点为A，筷子在水中减速前进，直到速度为零，此时筷子头部所在点位B，经B点的铅垂线与水面的交点为O，请问：筷子将在何处出水？ 提示：请不要想当然，最好先动手试试。 答案来函即复，谢谢捧场。 http://lywcy68.blog.163.com/> lywcy68@163.com |
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将一支密度为0.9的筷子以45度角斜向下射入静水中，入水速度为V≈5米/秒，入水点为A，筷子在水中减速前进，直到速度为零，此时筷子头部所在点位B，经B点的铅垂线与水面的交点为O，请问：筷子将在何处出水？ 提示：请不要想当然，最好先动手试试。 答案来函即复，谢谢捧场。 http://lywcy68.blog.163.com/> lywcy68@163.com |
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这道题目非常复杂（与刚体转动有关）。但这道题目题干存在问题。
筷子减速的原因是什么？主要不是浮力和重力之差，因为它不大，主要还是水的阻力（因为5m/s的速度还是比较大的）。 |
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题目本身有问题.筷子用什么物质做的?
世界上难题是做不完的。有时间的人做做无妨，但是搞科研的人不会因为做出了这道题目而有什么重大发现。真正的天才不会把脑力花在这个问题上面，除非他是天才的教师。 |
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谢谢关注！
小时候在河边玩过的一个游戏，没必要精确求解。定性思考一下就行。 二十多年后，思考动量问题倍感迷惑时才猛然想起，小游戏里藏着大道理。 一个视质量守恒定律为无物的大爆炸理论在半个世纪的时间里俘虏了诸多信众，当我辈探索，思考，释疑，解惑时又何必自缚手脚，畏首畏尾呢？ 详加分析，可以发现，许多司空见惯的现象及其传统的解释往往经不起推敲。以飞机为例，打开NASA的网站，它对升力产生的原因并无定论，而是列举了两种不同的解释。我们的教科书却一口咬定，上表面的气流运动速度比下表面的气流快，而根据伯努利定律，速度大则压强小。窃以为伯努利方程只适用于描述确定流束流经同一管道不同管径段时的侧压。而不适用于描述迎流面与背流面的压差。飞机机翼的上表面与下表面客观上是两个独立的气流通道。除非机翼做成筛网状。 再举一个小例子： 轮船的螺旋桨往后推水，水流向后运动，轮船往前走，请问：这股向后的水流是否将永远绕地球运动不止？ 显然不会。它将变成紊流，最后转化为水分子的热运动，而布朗运动的动量的宏观代数和是零。 有没有想到过：流体的某些运动并不遵守动量守恒定律？ |
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对【2楼】说： 呵：这么简单的问也“非常复杂”？筷子较光滑完全可以忽略水的阻力(因为已知条件中的入水速度只有一位有校数)，如果要说阻力还有空气的呢。 筷子以45度的角度入水，速度5m/s就等价于垂直与水平分量都是约3.5m/s，垂直向上的浮力加速度则是0.98m/ss，如果筷子头刚冒出水面时的速度减为零，那么它的减速时间就是3.5/0.98=3.6s，这时的筷子将在何处出水就不用我再算了吧？ 楼主一个这么简单的问题居然称“5分钟内答对的是天才”？我包括从看题到计算结果，总共用不到两分钟(这不是吹牛，而且几个简单数据还不需要动笔算)，但我不是什么天才，就不知道结果大家是否满意？ ※※※※※※ 相对论误导科学走邪路，是非曲折待历史见证；引力场以太旧貌焕新颜，定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海，荣辱以乐可生命当歌；看如今闲庭信步攀高峰，重构宇宙再平展时空。 |
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不好意思，刘先生，如果您认为筷子将在O处浮出水面的话，用不了一分钟您就可以脱口而出。
如果您动手做一做这个小游戏或小实验，结果保证让您大吃一惊。 不是逗您玩儿。 谢谢关注。 |
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如果只打算通过数学演算来尝试的话，即使牛顿和爱因斯坦也永远都得不到正确结果；而动手试一试的话，5岁小孩都能回答准确。数学是不可或缺的工具，但它需要模型和定律为基础，否则差之毫厘失之千里。
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对【6楼】说： 不错，你这不仅要计算筷子头从入水到出水过程的总长度，而且还要计算浮力大小的变化过程，因为它必须全部入水的浮力加速度才有向上的0.1 m/ss，而之前和之后都有一段的加速度都是向下的。你这是一个由速度、时间和距离构成的一个变加速度三元三次联立方程组，用5分钟能找到解决方法就不错了，而三次方程则要借助于电子表格输入程序计算(完成这一步我要十五分钟以上)。 不过，飞机能飞的原因不叫“升力”而是靠飞机头部稍朝上漂起的举力，就好比我们小时候拣溥石块打水漂的原理一样。另外，请不要用轮船的螺旋桨往后推水不能使水永远绕地球运动的例子来否定惯性原理，孤立波现象就正是因为介质微粒团的惯性原理形成的，这些我不想在这具体讨论。 刚才正写完给[4楼]你回复上帖突然停电了，电力恢复后重写又看到你这一帖，正好纠正了我没发出的帖子中某些不妥的语调，因为你的“五分钟天才”不是要求太低而是太高了，没有任何哪位天才可以在五分钟之内解出三元三次联立方程组！ ※※※※※※ 相对论误导科学走邪路，是非曲折待历史见证；引力场以太旧貌焕新颜，定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海，荣辱以乐可生命当歌；看如今闲庭信步攀高峰，重构宇宙再平展时空。 |
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对【7楼】说： 不错，从原理上也同样可以解出从何处来请它回原路退回去，这实际上是一个类似于弹性恢复力的问题，看起来又变成一个简单的智力游戏，而懂游戏规则的根本就用不着智力思考，这更与“五分钟天才论”根本就不能划等号。 ※※※※※※ 相对论误导科学走邪路，是非曲折待历史见证；引力场以太旧貌焕新颜，定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海，荣辱以乐可生命当歌；看如今闲庭信步攀高峰，重构宇宙再平展时空。 |
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对【10楼】说： 就是指力学原理呀，看来你的理论力学知识很欠缺。 不过还是[2楼]建其还是说对了一半，这里的受力情况非常复杂，筷子在水平方向的初速度分量受水的阻力很大。一方面，筷子将保持水平惯性在筷子头(是指先入水的一头还是先冒出水面的一头？)浮出水面时将向前移动小距离，另一方面水平阻力将使筷子入水插得更深。还是小时候的小石片打水漂游戏，因为石片的比重较大较溥而所受水平阻力很小，垂直阻力很大将转化为向上的举力而使石片漂得更远。 不要被你的筷子“插水实验”表面假象所迷惑，经典力学体系决不是你们的一些小儿科“实验”所能撼动丝毫的！多了解些基础物理知识吧，我也知道网上有人一直起劲地在“反惯性”，请不要用无知去“颠覆整个理论体系”！ ※※※※※※ 相对论误导科学走邪路，是非曲折待历史见证；引力场以太旧貌焕新颜，定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海，荣辱以乐可生命当歌；看如今闲庭信步攀高峰，重构宇宙再平展时空。 |
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不用动手，单凭数学计算就能答出个大概的人，即使花100年，也算天才。
力学原理？那么多定理，公式，您说应该用哪一个？ 难道随便用一个？ 一个视能量守恒定律为无物的大爆炸理论在半个世纪的时间内俘虏了诸多信众，纯属有神论的第一推动至今仍被半数科学家当做挡箭牌敷衍形形色色的质疑者，试问天下，谁有资格判决谁无知，谁不无知呢？ |
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水面上漂石片的游戏要求石片的厚度远小于半径，而且石片必须快速旋转，这样一来石片就相当于一个螺旋桨，只有这样石片才会像蜻蜓点水一样在水面碰，弹若干下，当旋转速度降低到一定程度时，它就会沉入水底。
您认为入水的筷子也可以用这个原理解释吗？ |
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因为无知，所以求知。
未知领域面前，谁敢说自己不无知？ 如果您认为自己无所不知，那你就应该坐在神龛上，天天接受朝拜，看看你这辈子能招徕多少信众。 |
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您要是真觉得不以为然，不妨请您来回答下面这个小问题：
一个封闭的空心立方体内，中央固定有一根竖直的轴，轴上活套有两个相互独立的水平圆盘O1和O2，盘上有类似时钟的刻度，两盘的起始刻度重合。O1盘的3点钟刻度处有一把枪A，枪口指向垂直于半径并指向12点钟方向；O2盘的9点钟刻度处也有一把枪B，枪口也指向垂直于半径并指向12点钟方向。现A,B两把枪同时开一枪，O1顺时针方向旋转，O2逆时针方向旋转。而两颗子弹则同时同向运动，嵌入前方壁板。设每颗子弹质量为m，速度为V，那么该立方体获得的动量为2mV， 请问：立方体是否应该向前运动？ 如果立方体不动，那么它获得的动量2mV为什么会凭空消失？ 如果它向前运动，如何理解它为什么违反惯性定律和动量守恒定律？ |
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对【5楼】说：
你以5m/s去游游泳看，阻力倒底大不大？对于实际问题，筷子减速主要还是阻力因素。除非假设筷子足够细，才可以略去阻力。 当然，我不阻止大家去简化问题来研究（简化问题也属于一种研究方法）。但既然是一个实际问题，且可以与实验对照，那么最好还是实际一些。 |
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再To（11楼）刘岳泉：
刘先生说“不过还是[2楼]建其还是说对了一半”。 我认为岂止是只说对一半，而是还有另一半也说对了。这是一个刚体转动问题。筷子受力是不均匀的，入水一段收到浮力和重力，未入水部分只受到重力。筷子不可以看做一个质点运动问题。刘先生解法是不对的。 当然，我也解不出，但有自知自明啊。 |
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对【17楼】说： 不知你是怎么与刚体转动问题扯在一起的？如果筷子的比重足够小(例如小如0.2)或垂直触水面很大(例如打水漂的小石片)，那是有可能靠足够大的浮力和大部份无法入水的水面上筷子水平惯性产生翻跟斗的刚体转动，没有谁认为筷子必须旋转入水吧？ 我的[5楼]当做质点运动计算当然是错了，但这类题并不是不能求解的，至少借助于电子表格可以进行数值求解。筷子的形状可以认为是已知的，浮力大小随筷子的入水深度而增加，阻力则与速度的平方和运动迎面总面积的乘积成正比，由此建立一个力学微分方程并不难，难的是方程的解析求解。 楼主是想在这借助一系列小玩意来否定惯性原理，自己的力学基础这么差劲，我们没有义务来逐一解释。 ※※※※※※ 相对论误导科学走邪路，是非曲折待历史见证；引力场以太旧貌焕新颜，定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海，荣辱以乐可生命当歌；看如今闲庭信步攀高峰，重构宇宙再平展时空。 |
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也不怕人家笑掉大牙，就算你想解释，给你一百年，你解释得了吗？
我无意贬低任何人，但如果先入为主，即使牛顿，爱因斯坦来了，单凭数学演算，他也照样出错，就好比19世纪曾有欧洲某皇家科学院通过计算宣布，比空气重的机械装置不可能飞上天一样。 沈建其考虑得太周到，他过多关注筷子在部分入水时，水下段与水上段的受力不同，造成筷子轻微旋转，从而使得AB与铅垂线的夹角从45度增大，但到底增大多少，给我再多时间我也无能为力。但如果你根本就没意识到有这个问题存在，你又如何计算？不知而又不自知，你又如何替人释疑解惑？ 我说了，不用定量求解AB，BO的长度，只要定性说出筷子在哪个点附近出水。 如果不看我的博客，料你也不知筷子将后退。 如果把水分子都看作质点，筷子显然应该在B点减速为零后，纵轴线近似保持与AB平行，加速上浮，尾部出水后，旋转，头部在O点附近靠A一侧。 但实际上，考察狭缝中的流束时才能把流体分子看成质点，而分析广域流体中的流束时，流体分子是不能再被当成质点来对待。 筷子作减速运动时，再光滑的物体在水中运动，都不能忽略摩擦阻力，筷子带动水分子或分子团运动，必然形成涡流。在B点筷子减速为零，上浮0.5cm后，它受到的浮力远小于涡流对它的冲击力，它的运动主要由涡流控制，假设从观察者的角度看，A为原点，筷子在第三象限斜向下运动，则筷子上部的涡流为顺时针方向，筷子后退时已经上浮到位于涡流的上面，顺时针方向的涡流对筷子的冲击方向为斜向上，因此筷子将原路返回，在A点附近靠近O点一侧跳出水面，尾部出水后旋转向下，成水平后急剧减速，直至停止，震荡，静止。基本上从哪里入水，就会从哪里出水，如果设AB为X方向，表现为X方向的动量凭空转变为-X方向的动量，你如何解释？ |
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惯性定律本身并没有错，但它有适用范围。
对质点，毫无疑问它不容置疑。 对刚体，也一样。 对实心的非刚体，高度近似。 但对于空心物体，特别是当空腔中包含流体时，惯性定律则不再成立。 该反省的是那些自以为是的传道者想当然地把它推而广之，认为所有的物体都应该遵守它，谬种流传至如此地步，谁之过？一代一代照本宣科的传道者恐怕都难辞其咎。 更可恶的是那些对质疑者的声音围追堵截的卫道士，拿遮羞布当锦旗悬挂，还好意思招摇过市。 |
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To 刘岳泉:
如果你不考虑筷子的刚体转动这一因素，你的所谓的那套方程是完全错误的。我们简化一下，不考虑水的阻力吧，只考虑浮力与重力，筷子斜入射的时候，进水一段与未进水的一段受到的力是不一样的，筷子必然有转动力矩。 |
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如果不计阻力，那么这个运动好像是可逆的。筷子尾巴哪一点入，就会在哪一点出水，如果转动也不考虑的话（因为筷子不算长，5m/s算比较快的速度，转动也可不计）。
（实际上，阻力和刚体转动是一对矛盾。速度较小，阻力会小，但转动力矩所导致的转动角度会大一点，因为入水时间长了一点；速度大，阻力就大，但入水时间会比较短，转动角度就可以不计） |
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不计阻力？？？
您不觉得这未免太草率了吧？就没有意识到，这样一来，水平速度在水平方向外力为零的情况下居然能鬼使神差地从Vsin45渐变为零，再变成-V'sin45？ 这应该不是你的真实水平。 力是速度改变的原因，难道您想告诉我们速度改变有可能不是力的作用结果？？？ 即使可以不计阻力，那么筷子到达B点时，垂直方向速度为零，但水平方向速度不为零，它将在前进的同时向上浮，假设出水点为D那么ABD就是一个三角形，BO为高。 |