鐵之狂傲

標題: 物理難題 [列印本頁]

作者: Katliang 時間: 06-10-13 03:32
標題: 物理難題
先說明這是在下想出來的問提~不知道有沒有被問過了

有一個人的體重是75kg,他手上拿著一個呼拉圈. 呼拉圈的體重是15kg.當呼拉圈跟那個人是倒下的T字型時那個人正在用多少的力量 (Force)? 還有,解釋為何當我們將呼拉圈拿成丩字型時或h字型時會比導向的T自行用的力還要少. (恩~我再外國長大的所以在下面用英文在問一次)

A man weights 75kg holds a 15kg hola-hoop in his hand. When the hola-hoop and the man makes a turned T shape, how much force is the man applying to the hola-hoop to make it stay in mid air. Furthurmore, explain why when we hold the hola-hoop in h shape or the fliped and turned J shape the force that we apply is less than the force applied in the turned T shape?

PS. 呼拉圈的diameter (of hola-hoop)= 2.5m

[ 本文最後由 Katliang 於 06-10-26 08:46 PM 編輯 ]

作者: a149851571 時間: 06-10-13 20:59
1.不好意思~這個我不太懂題目所表達的人應該是如何拿呼拉圈

2.這應該跟槓桿有關西吧...呼拉圈拿橫的重心離手肩膀處(支點)遠...拿直的會比較近...比較近抗力臂比較短...所以比較省力氣....

應該是這樣吧?...因為小弟只是高三學生...有錯誤之處請多多指教

[ 本文最後由 a149851571 於 06-10-13 09:01 PM 編輯 ]

作者: Katliang 時間: 06-10-13 22:05
沒有啦~手並沒有動~就一個人把手身直了然侯拿一個呼拉圈

作者: 傲月光希 時間: 06-10-15 01:18
什麼是倒T字型能解釋一下嗎?

原文由 a149851571 於 06-10-13 08:59 PM 發表
比較近抗力臂比較短...所以比較省力氣....

力矩=力*力臂

所以你要施力越小的話，那你的力臂就要越大，這樣力矩才會一樣喔

用蹺蹺板就可以作一個例子

[ 本文最後由傲月光希於 06-10-15 01:30 AM 編輯 ]

作者: Katliang 時間: 06-10-15 22:42
就T轉90度~然後就會是一個人的手伸直醬...不懂的話~我在解釋

作者: a149851571 時間: 06-10-17 00:14

第一個人的抗力臂小於第二個...所以較省力

作者: Katliang 時間: 06-10-17 04:41
不是啦
那個第一個圖的呼拉圈倒了把他變成一的形狀謝謝
雖然沒有回答我的問題不過有圖就太感謝了加分^^

作者: a149851571 時間: 06-10-17 23:47
先感謝您的聲望~~
那降對囉~~

因為a+b一定超過第二張圖的抗力臂...所以是第一張費力囉?
個人淺見~不知是否有錯誤
弟一題恕小弟學問淺薄不知該如何解~~在去跟同學討論.
希望其他大大也一起幫忙解~

作者: Katliang 時間: 06-10-27 12:17
好久了~沒人有答案嗎? 這堤真的好像很難
哀~怎麼辦~

作者: LIG 時間: 06-10-28 23:16

如上圖
我們先做一個假設，假定呼拉圈的質量為均勻的(因為題目沒有給此項條件)
所以可以講呼拉圈的質點看做在呼拉圈的中央
接下來我們假設人的手臂可施力之長度為a
以以上之前提進行分析
*黑色箭頭為人手臂所施之力F
*紅色箭頭為呼拉圈之重力mg
*咖啡色點為呼拉圈之質心
*呼拉圈重量為m=15Kg
*人之重量為M=75Kg
*呼拉圈長度為b
(以上代數為方便起見)

A圖
呼拉圈之重量對人體會形成一個力矩
如果人想要站穩的狀況下拿住呼拉圈，即表示其沒有轉動
在這樣的狀況下其力矩和為零
所以可以寫出
以手臂與身體交接處為支點：F*a=(a+b/2)*mg
[以手臂與呼拉圈交接處為支點：Mg*a>=b*mg(否則會連呼拉圈都拿不穩，此為附帶條件)]
=> F=(a+b/2)*mg/a
=> mg=<(a/b)*Mg(很明顯的符合，由於b>a，除非人手比2.5m長，否則此條件成立，若人手真的大於2.5m，則75Kg不夠足以使其拿穩呼拉圈)

B、C圖
由於BC圖之質點位置在X方向相同(密度均勻狀況下不需考量Y方向)
以手臂與身體交接處為支點：F*a=mg*a
=> F=mg

比較A與BC
Fa=(a+b/2)*Mg
Fb=Fc=mg
在正常條件下a應不會太小(如果持呼拉圈者為正常成年或青少年人)
所以Fa>Fb=Fc
故得証

以上是小弟的淺見

[ 本文最後由 LIG 於 06-10-29 10:31 AM 編輯 ]

作者: Katliang 時間: 06-10-29 22:29
以上幾乎是都對的~可是你忘了呼拉圈的中心點是空的~所以題目之所以難~是呼拉圈的重心點並不是在圓圈的中間~他並不是長方形

作者: LIG 時間: 06-10-30 00:13
重心點應該是在呼拉圈的圓心吧?
只看單截面的話它的所在位置是在各截面之中心(空心的地方)沒錯
但是總質心為各點之質心總和，在密度分佈均勻的狀況下應該是在呼拉圈的圓心，從側面看便是中間
而且質心處不一定要有質量，這相信大大應該已經知道了

還是說它是在非地表作實驗?~"~

[ 本文最後由 LIG 於 06-10-30 12:14 AM 編輯 ]

作者: Katliang 時間: 06-10-30 12:00
但我算來算去總是絕得不對境~我在算算看~謝摟

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