回複:根據 與數學無關 提供的鏈接,皆兄弟也 的(7)需要修正

來源: 皆兄弟也 2010-10-18 20:50:46 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (7240 bytes)

from tianya-一大燒杯中有適量水,水中漂浮著一個小木塊,目測水位在燒杯中間位置,小木塊離燒杯底部有足夠大的距離,現在用手平托燒杯底往上方做豎直勻加速運動,問此過程中燒杯中的水位如何變化?

燒杯從 靜止狀態 到 往上方做豎直勻加速運動 需要一個過程。如同位移,速度這些物理量,加速度從0a > 0都需要時間。否則瞬時速度,瞬時加速度,或 加速度的瞬間變化率 為無窮大。這是不可能的。因此,要明確,本題存在著三個階段:靜止階段,過渡階段,和勻加速度階段。

靜止階段:位移 = 0;速度 = 0;加速度 = 0。木塊浮在水麵,與水沒有相對運動,水麵不動。

過渡階段:位移在增加;速度在增加;加速度也在增加。木塊相對於燒杯下沉,與水有相對運動,水麵上升。

勻加速度階段:位移在增加;速度在增加;加速度 = a > 0保持不變。木塊浮在水麵或在水中,或在水底,與水沒有相對運動,水麵不動。

布衣之才閣下 的問題出在過渡階段:木塊與水有相對運動時,阿基米德原理是否還成立?這個問題可能和流體力學有關。本人也回答不了。

雖然過渡階段可能會很短,所幸的是,隻要不把 過渡階段 和 勻加速度階段混淆。明白複雜的情況都發生在過渡階段,在勻加速度階段,木塊與水沒有相對運動,阿基米德原理應該成立,關鍵的 7)式應該成立要提供給木塊加速度,必須增加浮力。而增加浮力,又必須靠增加木塊排開水的體積而取得。而不是靠任何其它可能的原理所增加的浮力。

結論應該是:靜止階段的水麵和勻加速度階段的水麵都不動。勻加速度階段的水麵相對於燒杯高於靜止階段的水麵。

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