- 主题:能量究竟消耗了多少?
假设开始时A,B两车在地面上以相同的速度v(远小于光速)同向匀速行驶,一段时间后A车同向加速至2v后匀速行驶(假定A车由电池驱动,加速前后质量不变),B车速度保持不变。
对于B车上的观察者而言,A的动能变化量为1/2mv^2;
对于地面上的观察者而言,A的动能变化量为3/2mv^2。
不考虑空气阻力,地面摩擦导致损失的能量也很小,请问A车电能的消耗更接近哪个数? 另一个错在哪了?
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FROM 114.244.125.*
加速耗能肯定是用地面观察者视角计算的值,但是问题出在哪,没想明白,这题记得见过,太久远了,忘了。
【 在 outhear 的大作中提到: 】
: 假设开始时A,B两车在地面上以相同的速度v(远小于光速)同向匀速行驶,一段时间后A车同向加速至2v后匀速行驶(假定A车由电池驱动,加速前后质量不变),B车速度保持不变。
: 对于B车上的观察者而言,A的动能变化量为1/2mv^2;
: 对于地面上的观察者而言,A的动能变化量为3/2mv^2。
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FROM 42.80.33.*
如果讨论A的动能变化,两个都没错,不同参考系观察结果就是不一样的。
如果讨论A的能量消耗,那么=1.5mv^2。
简化一下,A给地面一个向后的推力,地面给A车一个向前的反作用力,这在不同参考系里是一样的。
在地面参考系看来,A给地面的推力不做功,地面给A的反作用力做功1.5mv^2,对力总功=1.5mv^2,能量全部来源于A的电池;
在B看来,A给地面的推力也做功,=1mv^2,地面给A的反作用力做功=0.5mv^2,对力总功也=1.5mv^2,能量也全部来源于A的电池。
【 在 outhear 的大作中提到: 】
: 假设开始时A,B两车在地面上以相同的速度v(远小于光速)同向匀速行驶,一段时间后A车同向加速至2v后匀速行驶(假定A车由电池驱动,加速前后质量不变),B车速度保持不变。
: 对于B车上的观察者而言,A的动能变化量为1/2mv^2;
: 对于地面上的观察者而言,A的动能变化量为3/2mv^2。
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FROM 120.229.69.*
赞,谢谢,的确是这样
【 在 laofu 的大作中提到: 】
: 如果讨论A的动能变化,两个都没错,不同参考系观察结果就是不一样的。
: 如果讨论A的能量消耗,那么=1.5mv^2。
: 简化一下,A给地面一个向后的推力,地面给A车一个向前的反作用力,这在不同参考系里是一样的。
: ...................
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修改:outhear FROM 114.244.125.*
FROM 114.244.125.*
在B看来,A给地面的推力也做功,=1mv^2
这个怎么理解和计算?
【 在 laofu 的大作中提到: 】
: 如果讨论A的动能变化,两个都没错,不同参考系观察结果就是不一样的。
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: 如果讨论A的能量消耗,那么=1.5mv^2。
: ...................
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FROM 123.112.69.*
在B看来地面是运动的,地面运动的方向和A给地面的推力方向一致。
中学生的话,验证推力大小恒定的情况就可以了,假设推力为F,A质量为m,那么从0加速到v用时 t=mv/F,这段时间地面运动距离=vt=mv^2/F,所以对地面做功=F*vt=mv^2
大学生可以用积分,设速度函数为g(t),则力的函数f(t)=m*g'(t),
对A做功=∫f(t)*g(t)*dt=∫m*g(t)*d(g(t))=0.5m*[g(t)]^2|t始末
=0.5m[(末速度)^2-(初速度)^2]
A的末速度=v,初速度=0,所以对A做功=0.5mv^2
对地面做功=∫f(t)*v*dt=∫mv*g'(t)dt=mv*g(t)|t始末
=mv*(末速度-初速度)=mv^2
【 在 coce 的大作中提到: 】
: 在B看来,A给地面的推力也做功,=1mv^2
: 这个怎么理解和计算?
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修改:laofu FROM 117.136.40.*
FROM 120.229.69.*
V的参考系不同得到的是相对动能,不同参考系不能直接比较差值
【 在 outhear 的大作中提到: 】
: 假设开始时A,B两车在地面上以相同的速度v(远小于光速)同向匀速行驶,一段时间后A车同向加速至2v后匀速行驶(假定
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FROM 111.201.51.*