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上一主题:量子计算 下一主题:谁不承认电场、磁场 都是客观存在...
现有理论无法回答的能量去向问题
[楼主] 作者:lywcy68  发表时间:2010/04/08 19:40
点击:666次

 

 

 

一把一公斤的伞在收拢捆扎状态下从10米高处竖直下落到地面,如果不考虑空气的阻力作用,理论速度为14米每秒,mgh≈100焦耳都转化为动能;实测为10米每秒,只有50焦耳转化为动能,另50焦耳最终转化为空气内能。而在开伞状态下下落,落地速度为2米每秒,只有2焦耳转化为伞的动能。请问剩下的98焦耳的能量转化为何种能量?

换一个例子:

一个成年人跑100米大约需要15秒,而一个两岁小孩走完100米则可能要花60秒,难道小孩对空气的扰动程度比成年人还要大?

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 [2楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/08 21:36 

第二种情况大部分转变为空气分子的动能

这些问题太简单了点,大概牛三定律就可以解决这个问题了。
[楼主]  [3楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/08 21:56 

如果那么简单,还用得着到这儿发帖吗?

您觉得太简单是因为您低估了它。

空气通过摩擦(分子碰撞)获得动能,摩擦力的大小与速度的平方成正比,开伞下落所用时间约5秒,速度0-2米每秒,收伞下落为约2秒,速度从0-10米每秒,因此开伞下落所产生的摩擦热不可能超过收伞下落所转换的50焦耳,也就是说至少有48焦耳的能量不翼而飞。

 [4楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2010/04/09 08:54 

不是现有理论无法回答,而是你对现有理论没有理解。
而且,无论别人怎么解释,你还是无法理解。
所以,一班人不做解答。

※※※※※※
迈克尔逊——莫雷实验能证明光速不变原理吗?http://preprint.nstl.gov.cn/newprint/Upload//2010/1262938276309.doc
[楼主]  [5楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/09 08:58 

 胡乱解释,如何理解?

10个人10种解释,选哪一个?

请你看看那个筷子入水的问题,谁答对了?
哪怕粘一点边都算

[楼主]  [6楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/09 09:02 

正确答案只有一个,错误答案才会是五花八门。
在清华bbs上也差不多,那些自视甚高者的答案漏洞百出,互相矛盾,却不愿意正视它,自以为都对了。

更奇怪的是诸多答案的提供者根本无意检视自己的思路是否合理,反而互相恭维,对自身的分歧 视而不见,站在一个战壕里对提问者横加指责。

要证明一个理论正确,举一千个例子也难保证其滴水不漏;而要推翻一个理论,一个例子就足够了。

 好好想想吧,别一不小心成了错误理论的卫道士。
拨乱反正,真是任道重远。

 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2010/04/09 11:20 

这种问题属于流体力学问题,要解算这类方程当然难(保不准还有湍流出现),但能量是守恒的(所使用的流体力学方程保证了能量的守恒)。谁都无法完全明确地一次性解决这类问题(与伞的形状有关因素,空气分子的流动,以及黏性等,都要考虑),计算是难的,但不存在什么值得深刻探讨的东西。
[楼主]  [8楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/09 11:51 

低速运动时摩擦阻力远小于高速运动时的摩擦阻力,这一点毋庸置疑。
开伞下落时摩擦阻力几乎可以忽略;此时的运动阻力主要来自伞的凹面内侧与凸面外侧之间的压差。 而物体的下落速度则是产生这一压差的来源和维持它存在的原因,压差的大小与下落速度成正比。
这个力作正功时容易寻找能量去向,而当它作负功时,作用结果却是速度的减小。

假如两把伞同时降落,从束伞上的摄像头看来,开伞作的是加速运动(向后加速远离),它认为压差力作正功,它应该如何理解能量的转化呢?

我以前认为,只有封闭系统中的内力作负功时才有能量抵消现象,现在看来,半封闭(或半开放)系统中梯度压差所形成的内力作负功时也有同类现象。
[楼主]  [9楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/09 12:13 

前两年在sina物理天地房间讨论时,我问内力可以作功吗,有人斩钉截铁地回答,当然能;也有人说内力不能作功是常识,否则违反动量守恒定律,高中物理老师在解子弹嵌入一类的问题时大多有个口头禅“内力不能作功”云云。

封闭系统内,各部件之间由于摩擦,推拉,挤压,爆炸,碰撞,而产生相对运动,它们之间的作用力对某一部件来说是外力,当然有能量的传递,变化和转化现象,换句话说就是各部件间的作用力可以作功。但就整个封闭系统而言,合外力为零,系统内的各种力可以改变某些部件的运动(特别是转动)速度,但不能改变该系统的整体速度,即系统外的观察者与系统之间的速度必须维持不变,否则当它撞到其它物体时就会对外部物体作功,这也是惯性定律所强调的。也是牛顿第三定律的实质,动量守恒定律实际上等价于第三定律。

 

 

 [10楼]  作者:马国梁  发表时间: 2010/04/10 16:49 

不知将一大把百元钞票从高楼上往下抛将怎样落地?像雪花那样还是像蝙蝠那样?可惜我没条件试试!
[楼主]  [11楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/10 22:43 

瞎掺乎
 [12楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/11 18:35 

一语破的 一针见血 击中要害 指出问题的症结:
“低速运动时摩擦阻力远小于高速运动时的摩擦阻力,这一点毋庸置疑。 ”
这句话不完整!问题就出在这儿!

你考虑问题怎么就是喜欢太片面?篡改概念 自迷心窍 误入歧途 自作多情 大惊小怪!

那是指对于同一几何外形、同一表面性质、同一姿态的刚体!在均匀的流体中才存在着速度越大其阻力越大的关系!
你的问题呢?伞的形状在改变!伞张开时,虽然其速度很小,其阻力却很大!不过伞的势能绝大多数都转化为空气发生湍流的动能和体积功了!当然最终都变成大气中的热能!

没有朱大侠就不能平息争吵!
[楼主]  [13楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 19:13 

如果在伞柄下端加吊一个重物,伞的下落速度就会增大,即:伞的势能转化为动能的比率增加而转化为空气热能的部分则减小——你等于在宣布:同一物体下落速度越大,与空气摩擦放出的热量却越小?按照你的这个逻辑,飞机速度越大,耗油越低?以后你开车时,想加速时就请你松油门,想刹车就麻烦你把油门踩到底吧。

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