Wie können wir die Bewegung dieses Systems anhand der Newtonschen Bewegungsgesetze vorhersagen?

Diese Frage sollte als Argument für diese Antworten gesehen werden. Ich möchte, dass Sie die Antworten auf die folgende Frage lesen, bevor Sie sie beantworten.

Verstoß gegen Newtons erstes Gesetz!

Hier sagt jeder, dass CM des gesamten Systems in Ruhe sein wird. Aber ich möchte in dieser Angelegenheit argumentieren, indem ich Sie zwei Dinge frage?

  1. Angenommen, ein Elefant befindet sich in dieser Kiste. Wenn sich dieser Elefant in der Box bewegt, wird er die Position des Massenschwerpunkts des gesamten Systems ändern, die Massenverteilung ändert sich mit der Zeit? Kann ich argumentieren, dass CM in Beschleunigung ist?

  2. Wenn der Elefant in der Box einen Furz macht, bewegt sich die Box, wenn die Plattform etwas Reibung hat.

Wie kann sich die COM bewegen, wenn keine äußere Nettokraft auf das System einwirkt?

Antworten (3)

  1. Wenn sich der Elefant im Raum ohne äußere Schwerkraft oder Reibung auf einer Seite der Kiste befindet, befindet sich der COM an einem bestimmten Punkt, nicht in der Mitte der Kiste, sondern außermittig in Richtung des schwereren Elefanten, wenn der Elefant auf die drückt Kiste, die Kiste bewegt sich in eine Richtung und der Elefant bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung, bis er auf die andere Seite der Kiste trifft. Wenn es die gegenüberliegende Wand ergreift und nicht abprallt, halten sowohl die Kiste als auch der Elefant an. Jetzt ist der Elefant mehr in eine Richtung und die Box mehr in die andere Richtung in Bezug auf die COM, aber die COM hat sich nicht bewegt. 2. Wenn sich die Box nicht mehr im Weltraum befindet, sondern auf einer Plattform auf der Erde mit Reibung, ist es zweifelhaft, dass das Gas des Elefanten die äußere Reibung überwinden wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie (der Elefant) sind in der Kiste und die Kiste ist im Weltraum. Der Masseschwerpunkt (COM) ist abhängig von deiner Masse (m) der Boxmasse (M) und dem Massenabstand (a und b) zum COM. der Positionsvektor zum COM ist:

R → C Ö M = M A + M B M + M

Wenn wir also unser Koordinatensystem auf COM setzen

R → C Ö M = 0 ⇒ M A + M B = 0

so haben wir zu Beginn unseres Experiments statisches Gleichgewicht

Jetzt beginnen Sie, sich in der Box zu bewegen, um zu sehen, was passiert ist. Schauen Sie sich das Freikörperdiagramm (II) und die Bewegungsgleichungen am COM an:

( M + M ) X ¨ = F μ
j ¨ = − G
ICH C Ö M φ ¨ = F μ H + M G A + M G B ⏟ = 0

mit F μ = μ M G die Reibungskraft u ICH C Ö M die Trägheit an der COM.

Daher:

die COM bewegt sich relativ zum Inertialsystem nach rechts (x-Richtung) frei fallend in y-Richtung und rotiert um die COM ( φ -Richtung).

Die "Position" der COM in der Box bleibt unverändert!

Anmerkung:

Die Bewegungsgleichungen sind im Inertialsystem angegeben, nicht im körperfesten System

Eine sehr kurze Antwort wäre: Der Massenmittelpunkt des Systems war ursprünglich in Ruhe und wird in Ruhe bleiben, weil der lineare Impuls des gesamten Systems in beiden von Ihnen gefragten Fällen erhalten bleibt .

Wie können wir die Bewegung dieses Systems anhand der Newtonschen Bewegungsgesetze vorhersagen?
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