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动能增量
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2011/12/15 22:59
点击:1298次

柯尼希定理(Konig's theorem)解释了质点系中内力作用下的能量守恒。但是还有另外一个问题似乎还需要讨论。

这就是动能增量的问题。例如,子弹击发使弹头产生的动能增量。假设,击发前子弹的速度与一质点系的质心速度(Vc)相同。而换一个参考系,就可以改变Vc。一般取Vc=0时,可以得到我们习惯上认为的动能增量,或者说我们认为子弹击发给弹头带来的动能。而实际上取Vc<>0,则会有不同的动能增量,虽然是同样的击发子弹,但带来的动能增量却大不相同。

一个实际的例子,打坦克的穿甲弹,在击中装甲的瞬间爆炸,将使一部分药和弹片具有了额外的附加动能增量,因此具有了更强的穿甲能力。虽然理论上,人们可能还没认识到这种额外的动能增量的这样。

 

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 [2楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/16 11:30 

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[楼主]  [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/16 12:09 

我们只作理想化考虑,实际遇到的问题会很多,忽略之。
大家都沿用了一个参考系,质心参考系,由此得出了同样的结论。如果我们跳出这个局限,我们就会发现有问题。不是守恒的问题,子弹击发释放的能量是一定的,而弹头的动能增量则可以是很多值(我们说的是同一支枪,或同一次击发)。
这里子弹击发释放的能量与弹头的动能增量之间的关系就有问题了,因为弹头的动能增量可能要更大,这恐怕解释起来就有些麻烦了?
 [4楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/16 15:11 

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[楼主]  [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/16 22:42 

子弹的动能取决于相对速度,飞行员可以抓住相对速度很小的子弹,是因为子弹只有很小的动能(以飞机为参考系)。兔子撞到子弹死,未必是子弹有动能,“守株待兔”中的树是没有动能的,当然还要根据参考系的选择而定。
问题在这个地方,子弹内火药的能量是一定的,击发子弹,子弹头获得的动能增量也应该是一定的才对。而实际上,只要枪弹的初始速度不等于0,或者只要换个参考系,那么子弹头获得的动能增量就有可能大于火药释放的能量。这样的说法,说得通吗?
 [6楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/17 16:20 

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[楼主]  [7楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/17 21:07 

初始动能我们已经考虑在内了。击发子弹的时候,弹头的动能不是从0增加到某个值。而是从一个初始值开始,通过子弹击发,子弹头有了一个动能增量,也就是增加的动能。
弹头作为部分,获得的动能增量,超过击发子弹时火药释放的能量总和,是不是一种正常现象呢?
这不就意味着,可以用较小能量,做更多的功吗?虽然只是部分(弹头)做的功,其他部分没有考虑。仍然有不大对的感觉。

 [8楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/17 22:56 

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 [9楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2011/12/17 23:58 

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[楼主]  [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/18 11:22 

子弹击发时,弹头动能增大,而列车动能在减小。大概应该是这样的,虽然我还没算过。结论似乎是这样的,子弹火药释放的总能量要大于整个系统动能的增量,其中部分能量以热、声等形式释放出去。
问题是系统的一部分(弹头)的动能增量,是否可以大于子弹火药释放的总能量,这是否正常?

 [11楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/18 12:06 

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[楼主]  [12楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/18 22:45 

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 [13楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/18 23:25 

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[楼主]  [14楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/19 12:50 

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 [15楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/19 14:19 

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[楼主]  [16楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/20 11:50 

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 [17楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/20 14:59 

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[楼主]  [18楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/21 00:02 

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 [19楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/21 08:58 

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[楼主]  [20楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/21 11:06 

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 [21楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/21 14:43 

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[楼主]  [22楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/21 21:11 

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 [23楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/22 09:36 

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[楼主]  [24楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2011/12/22 11:53 

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 [25楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/22 14:51 

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 [26楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/12/22 17:31 

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 [27楼]  作者:马国梁  发表时间: 2011/12/23 10:15 

只有英雄才能所见略同。姗姗是真正的学者,巾帼英雄。

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