师只会拍着你的肩膀,语重心长的劝你:孩子,你就不要走物理这条弯路了。
陈老把这张 a4纸递给了李东。
“来,试试这个。”
李东好奇的接了过去,低头一看。
【一根质量为 m、长度为 2l的均匀细刚性杆,最初直立在光滑的水平桌面上。由于微小的扰动,杆开始倒下。求:在杆与桌面保持接触的倒下过程中,其瞬时转动中心(瞬心)的轨迹方程,并画出轨迹曲线。】
李东看完题目,眉头微微一挑。
“咦?这题有点意思啊。”
几乎在看到题目的瞬间,他就看出了这题的陷阱。
如果普通话的高中生,甚至是大一新生,他们看到这种刚体运动,第一反应绝对是建系!
然后列出质心的平动方程,再写出绕质心的转动方程,最后去强行解耦合微分方程组。
可是,一旦你真的那么干了,你就会绝望的发现,杆子倒下时的角度θ和时间 t之间的关系,是非线性的复杂函数,根本无法求出初等解析解!
最后的草稿纸上绝对是一团乱麻。
所以这道题,考的根本就不是算力!
李东的脑海中,那根虚幻的刚性杆已经开始在光滑的桌面上倒下了。
“水平方向是光滑的桌面,说明没有任何水平方向的外力!”
“既然没有水平外力,那么这根杆的质心在水平方向上的动量就必然守恒!初动量为零,过程动量也为零。”
“所以,质心根本不可能发生水平位移,它只能沿着一条垂直的直线直挺挺的往下掉!”
李东的眼睛亮了起来。
“这不就是一个经典的靠墙滑动的梯子模型吗?”
切入点,找到了!
“这个陈老师真的没骗我,这题确实挺好玩的。”
既然这么好玩,李东就准备用三种不同的角度来推导一下瞬心的轨迹。
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