有些物理公式會出現所謂的係數,例如萬有引力公式F=GMm/r^2的G值,
又有些物理公式並不會出現係數,如牛頓第二運動定律F=ma,
為什麼有些需要係數,有些又不需要呢?
當物理學家要提出一個物理定律的時候,
ㄧ定會先找出相關的物理量,找出這些物理量之間的關係,
像是正反比或是更複雜的關係,
之後要把公式提出時,通常要加一個係數使得公式左右的物理量能相等,
或者,定義一個新的物理量,這時候就不需要再加係數了。
2008年10月20日 星期一
2008年10月19日 星期日
煞車的摩擦力
除了車子啟動的摩擦力外,
煞車時的摩擦力也是需要探討的,
我們分兩個方向來討論。
第一種是車輪鎖死
此時煞車皮咬死車輪,兩者相對靜止,
使車子停止的摩擦力來自於車輪與地面之間的摩擦力(動摩擦力)
摩擦力做負功,抵銷掉車子的動能,因此車子停住了。
第二種是車輪未鎖死,煞車的過程中仍然向前滾動,
這個過程假設是純滾動,
這時車輪與地面之間是相對靜止的,所以地面摩擦力並未做功,
使車子停止的摩擦力來自於煞車皮與車輪之間產生摩擦力(動摩擦力),
摩擦力方向與車輪轉動方向相反,
因此,對車輪做負功,使得車子停止。
不過,這些都是理想狀況,
在真實的情形下,兩種情況都會同時發生的。
煞車時的摩擦力也是需要探討的,
我們分兩個方向來討論。
第一種是車輪鎖死
此時煞車皮咬死車輪,兩者相對靜止,
使車子停止的摩擦力來自於車輪與地面之間的摩擦力(動摩擦力)
摩擦力做負功,抵銷掉車子的動能,因此車子停住了。
第二種是車輪未鎖死,煞車的過程中仍然向前滾動,
這個過程假設是純滾動,
這時車輪與地面之間是相對靜止的,所以地面摩擦力並未做功,
使車子停止的摩擦力來自於煞車皮與車輪之間產生摩擦力(動摩擦力),
摩擦力方向與車輪轉動方向相反,
因此,對車輪做負功,使得車子停止。
不過,這些都是理想狀況,
在真實的情形下,兩種情況都會同時發生的。
腳踏車的摩擦力
在考古題上看到了這樣一個題目:
腳踏車前進時,兩個輪子的磨擦力方向為何?
這是ㄧ個值得深思的題目,
我的理解如下:
腳踏車要前進,車輪必須要有一個力矩使它相對於地面往前
而這個力矩來自於我們踩腳踏車的踏板,
當我們踩踏板時,齒輪將會帶動後輪,使後輪相對於地面向前,
因此後輪作用在地面的力向後,地面靠摩擦力給予後輪反作用力向前,
當後輪向前時,自然推動前輪,
在沒有摩擦力的情形下,前輪應該會向前滑行,
但是因為有摩擦力,所以在前輪接觸地面的那個點上,
地面給前輪一個向後的摩擦力,
這個摩擦力相對於轉軸給予前輪一個向前轉的力矩,
所以前輪也向前滾動了。
腳踏車前進時,兩個輪子的磨擦力方向為何?
這是ㄧ個值得深思的題目,
我的理解如下:
腳踏車要前進,車輪必須要有一個力矩使它相對於地面往前
而這個力矩來自於我們踩腳踏車的踏板,
當我們踩踏板時,齒輪將會帶動後輪,使後輪相對於地面向前,
因此後輪作用在地面的力向後,地面靠摩擦力給予後輪反作用力向前,
當後輪向前時,自然推動前輪,
在沒有摩擦力的情形下,前輪應該會向前滑行,
但是因為有摩擦力,所以在前輪接觸地面的那個點上,
地面給前輪一個向後的摩擦力,
這個摩擦力相對於轉軸給予前輪一個向前轉的力矩,
所以前輪也向前滾動了。
2008年10月12日 星期日
我所知道的物理
所謂物理,
勿理?霧裡?
"悟理"是也。
所有自然界運作的法則,
都在物理研究的範疇之內,
所以物理是一個認識大自然的學科。
自古以來,
科學家就一直在找尋世界運行的法則,
並且加以簡化,
像是自然的的力,已被歸納出了四種基本力
如重力、電磁力、弱作用力、強作用力等。
尤有甚者,
科學家還想把四種基本利統合成一個最基本的力,
叫做統一場論。
目前電磁力已經和弱作用力統一成電弱作用力了,
而強作用力也一並在電子色動力學裡被統一了,
愛因斯坦離世前的夢想就是把重力也統一起來,
不過一直到目前都還沒有完成,
也許有朝一日,
科學家會完成這個夢想也說不一定。
由此可知,科學家追尋的是一個單純而理想的世界,
如果真能找到那個力,
或許那就是所謂的上帝了吧。
勿理?霧裡?
"悟理"是也。
所有自然界運作的法則,
都在物理研究的範疇之內,
所以物理是一個認識大自然的學科。
自古以來,
科學家就一直在找尋世界運行的法則,
並且加以簡化,
像是自然的的力,已被歸納出了四種基本力
如重力、電磁力、弱作用力、強作用力等。
尤有甚者,
科學家還想把四種基本利統合成一個最基本的力,
叫做統一場論。
目前電磁力已經和弱作用力統一成電弱作用力了,
而強作用力也一並在電子色動力學裡被統一了,
愛因斯坦離世前的夢想就是把重力也統一起來,
不過一直到目前都還沒有完成,
也許有朝一日,
科學家會完成這個夢想也說不一定。
由此可知,科學家追尋的是一個單純而理想的世界,
如果真能找到那個力,
或許那就是所謂的上帝了吧。
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