1樓:邵慶賢
給陽妹子的建模來點參考恩。
鞦韆擺線長 L ,忽略繩子重量,即鞦韆的重心做擺長L的單擺運動。
人和鞦韆整體的重心在人身體高 l 處,即人和鞦韆看做整體時做擺長 L-l 的單擺運動。
要保持人不至於墜落,只需要保證鞦韆的角速度時刻等於人擺動的角速度。
假設單擺最高點與豎直方向夾角為α,鞦韆質量m',人和鞦韆總質量m。
可知鞦韆可以轉化的重力勢能為m』gL(1-cosα)。
而人和鞦韆系統整體可以轉化的重力勢能為mg(L-l)(1-cosα),可以得出系統的重心在最低點的速度v=sqrt,要保持角速度相等,鞦韆重心在最低點速度需要達到v'=vL/(L-l)=Lsqrt。
所以要保持角速度相等,鞦韆的能量需要增加Q=1/2m'v『^2-m'gL(1-cosα)=m'gL(1-cosα)[l/(L-l)]。
Q就是人腳對於鞦韆板的摩擦力做功。
我不知道摩擦力F是否始終相等,先按不變算吧,太晚了,明天來仔細想想是不是。
F=(2πQ)/[(L-l)α]=2πm'gLl(1-cosα)/[α(L-l)^2],設摩擦係數μ,最高點腳與板的最大摩擦力f=μ(m-m')gcosα。
最後,只要令F=f ,解得α的值即為最大角度。
update:F的確是變力,鞦韆板保持同角速度需要的動能和自身重力勢能轉換的動能比例為L/ (L-l) ,所以F做的總功是與下落高度成正比遞增的。但是因為F是始終沿切線方向的力,所以F=sqrtm'gsinα,
這時令F=f,sqrtm'gsinα=μ(m-m')gcosα,
解得α即為最大角度:
α=arctan m']}
即意味著
tanα∝摩擦係數μ,人的質量M, 整體系統重心高度的開方 ;
反比於鞦韆繩長的開方,鞦韆的質量m'。
哇,最終結果並不複雜。
2樓:王偉
這是高中物理習題嘛,回憶一下。
先假設人只能坐在表面平整的鞦韆上,而且不能抓扶鞦韆, 要是人抓住死也不撒手的話,那死也不會掉下去啊。
人對鞦韆的壓力:N=mgcosθ+mv2/r人對鞦韆的最大摩擦力:fmax=μN
重力沿速度方向分力:G0=mgsinθ
人不掉下來,要求G0<=fmax
即,mgsinθ <=μ(mgcosθ+mv2/r)sinθ/ μ<= cosθ+v2/grm:人的質量,v:鞦韆速度,θ:
繩子與豎直方向的夾角,r:繩子長度,g:重力加速度,μ:
人與鞦韆靜摩擦係數。
用上面兩個結論,代入數值計算:
在最低點θ=0
N=mg+mv2/r
f max=μ(mg+mv2/r)
G0 =0
人與鞦韆作用力最大,坐在下面很穩。
在最高點θ=180
N=mv2/r-mg
當v2=gr, N>=0,G0 =0
安全的被按在鞦韆上。
鞦韆水平,θ=90
N=mv2/r,fmax=μN,G0=mg,當v2=gr/μ,N>=mg/μ,fmax>=mg安全。
3樓:偏振光
這個只要速度夠,任何角度都不會摔下來,比如耍雜技的水流星/火流星,360度都不成問題
速度不夠,小角度都會摔
這個只有結合具體情況分析
在沒有人推的情況下,小孩是怎麼把鞦韆越盪越高的,這裡面功和能是怎麼轉換的?
盪鞦韆時,當鞦韆盪到最高點時人站起身,這樣人體重心公升高,人體就獲得了更高的勢能,下落的過程中蹲下,於是在下落到最低點時人體就會獲得更大的速度,這樣就會上公升的更高。這樣逐漸積累,也就越盪越高了。 吃肉諾諾 自己盪鞦韆是我的強項哈哈!可以到接近90度能量怎麼轉換的懶得思考 實際操作就是 先蹬一腳來個...
在陌生或者無聊的環境和情況下,摳手是一種不好的表現嘛 應該改正嗎
小雲先生 有部電視劇集叫 琅琊榜 不知道您有沒有看過。有乙個場景就是梅長蘇在思考問題的時候,手指會來回的摩擦,或者摸袖口。舉這個例子不是說要做什麼樣子的動作才合適,而是不要太在意這些東西。人誰還沒有一點小嗜好?放輕鬆些,內向也沒有什麼不好的。要學會愛上自己的一切,不過也要愛上周圍一切美好的東西哦! ...
大小眼如何改善(不手術的情況下)?
sweet heart 1,每天冷敷大眼10分鐘,間斷冷敷.2,每天用隻手捂住大眼,盡量睜小眼.10分鐘.3,每天按摩小眼周圍輪廓幾分鐘.4,盡量別眯眼看東西,漫漫改掉壞習慣.5,突有天照鏡子,發現小眼已經接近大眼4 5了.6,繼續,會雙眼樣大.7,貴堅持.如果不行去做手術吧 張大豔 要看你是什麼情...