Geschwindigkeits- und Beschleunigungsfrage

Mark Ich mochte seinen Ansatz sehr, indem er seine Argumentation darlegte, hatte ich genug Informationen, um herauszufinden, wo die Fehler in seiner Begründung lagen. Was für ihn, es alleine zu tun, viel schwieriger wäre. Die Dinge, die ich an seiner Frage nicht mochte, waren die vage Titelfrage und dass zwei Fragen in einem einzigen Thread gestellt wurden. fprime, um ein Beispiel zu geben, würde die zwei Fragen aufteilen und neu formulieren. Ich werde die richtige Antwort danach setzen.

Die zweite Frage hättest du direkter stellen können.

Muss sich die Größe der Geschwindigkeit eines Objekts ändern, wenn die Größe seiner Beschleunigung konstant ist?

Geben Sie dann Ihre Antwort und Begründung unten ein.

Jetzt gehen wir zu den Antworten.

1. Es scheint mir, dass Sie das Konzept der "Gesamtkraft, die auf ein Objekt wirkt" falsch verstanden haben. Wenn es heißt, dass Kraft wirkt, bedeutet das nicht, dass wir eine Kraft darauf anwenden werden. D.h. alle Kräfte auflisten, die darauf einwirken und alles vektoriell aufsummieren. In diesem Fall gibt es nur die Gewichts-, Normal- und Reibungskraft. Überprüfen Sie das Bild unten und versuchen Sie, die Vektorsumme zu berechnen. Denken Sie daran, dass in einem der Fälle die Reibungskraft fehlt, also stellen Sie sich das Bild ohne sie vor. Habe ich es richtig gesagt? Ich meine, macht die Antwort jetzt Sinn?

2. Das ist ein weit verbreitetes Missverständnis von Akzeleration, mit dem ich selbst zu kämpfen hatte, als ich es lernte. Das Problem liegt in der Nichtübereinstimmung der populären Definition von Beschleunigung und der formalen Definition von Beschleunigung.

Die Definition, mit der Sie arbeiten, ist wahrscheinlich. "Beschleunigung ist die Rate, mit der sich die Größe der Geschwindigkeit ändert". Während die formale Definition der Beschleunigung lautet: "Beschleunigung ist die Rate, mit der sich die Geschwindigkeit ändert". Da die Geschwindigkeit nun die Richtungseigenschaft hat, kann sie ihre Richtung ändern, ohne ihre Größe zu ändern. Eine Richtungsänderung ist eine Geschwindigkeitsänderung.

Wir verwenden tatsächlich überall in unserem täglichen Leben die falsche Definition. Wenn wir sagen, beim Wenden in einer Kurve nicht beschleunigen. Wir meinen nicht Gas geben. Aber nach der formalen Definition ist es unmöglich, zu drehen, ohne zu beschleunigen. Wenn wir also diesen Satz hören, wissen wir, dass die Person nicht das formale Beschleunigungskonzept verwendet.

Sie müssen also verstehen, dass in der Fragestellung von der formalen Definition auszugehen ist. Denn es ist diese Definition, die im professionellen Umfeld verwendet wird. Seien Sie also vorsichtig damit, alle physikalischen und technischen Bücher und Artikel gehen davon aus, dass dies die formale Definition der Beschleunigung ist.

Ich werde nur die erste Frage kommentieren. Die Summe der Kräfte ist gleich der Beschleunigung, daher läuft diese schlecht formulierte Frage wohl darauf hinaus, welche Kugel stärker beschleunigt: a) mit Reibung und Winkelbeschleunigung oder b) ohne Reibung und ohne Winkelbeschleunigung.

Aus energetischer Sicht können Sie vermuten, dass bei Reibung ein Teil der geleisteten Arbeit in die Drehung des Balls fließt und daher weniger übrig bleibt, ihn linear zu bewegen.

Die Mathematik unterstützt dieses Argument auch, wenn Sie alle Kräfte/Momente sowie die erforderliche Drehbewegung für jedes Szenario berechnen.

Ich gebe Ihnen nur (sehr offensichtliche) Hinweise, weil ich das Problem nicht vollständig für Sie lösen möchte (es ist besser, es selbst zu lösen).

Hinweis zu 1: Überlegen Sie, was für Kräfte in beiden Fällen vorhanden sind.

Hinweis zu 2: Denken Sie an alle möglichen Werte, die die Konstante haben könnte.

Tipp für 2 für eine andere Lösung: Denken Sie in mehr Dimensionen.