为什么轻杆靠墙,为什么会受到弹力?杆的重力向下呀,不是对墙壁没有挤压吗

2025-04-01 08:06:35
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回答1:

杆一共受到外界的三个力:重力,地面的作用力,墙的作用力。这三个力达到平衡(杆不动)。
重力可以认为作用在中间,垂直向下。
显然,如果没有地面和墙的作用力,杆会保持现在的倾斜状态,垂直下落。
但是,下面的地面提供了向上的支撑力,阻止了杆的下落。不考虑墙的时候,这个支撑力与重力大小相等,方向相反,那么杆会在这两个力的作用下保持静止不动吗?
不会。因为这两个力不在同一条线上。这两个力形成了一个逆时针的旋转力矩。
在这个旋转力矩的作用下,如果没有墙,杆会怎么运动呢?会在重心下落的同时发生逆时针旋转,对不对?
旋转的中心在哪里呢?如果杆和地面之间完全没有摩擦力,重心不会左右移动,将垂直向下,这时,杆与地面接触的一端,会向右滑动。
但是,摩擦力是不会完全没有的,多多少少会有一些。就是这个摩擦力,阻止了杆与地面接触的一端向右滑动。这个摩擦力的方向与杆的下端的滑动方向相反。
现在地面对杆的作用力由两部分组成:垂直向上的支撑力,和水平向左的摩擦力。这二者的合力是向左上方的。
@那么问题来了,地面与重力对杆的作用力方向不是相反的,根本达不到平衡,它们的合力是朝向偏左方向的,在这个偏左方向的合力的作用下,如果没有墙的作用力,杆的重心后向左移动。
杆真的会向左移动吗?
不会,因为左侧有墙存在!
墙阻止了杆向左移动,为此,它为杆提供了一个向右的推力。
OK?
或者可以换一个说法。我们从前文@标记处转到这里。
重力和地面的作用力的合力是朝向偏左方向的,为了达到力的平衡,墙必然要给出一个与这个合力大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上的力,这样这个墙对杆的作用力的方向就必然是偏右的。也就是说,墙对杆施加了朝右的作用力。

现在再来考虑一下没有摩擦力的情况。
如果真的没有摩擦力,杆会发生怎样的运动呢?
对,会滑下来,杆的受力平衡被打破了。在这种情况下,刚刚我们用来计算的力的平衡的原则不成立了。必须换一种算法。
我们仍旧假设墙不存在。杆的重心会垂直向下运动,并且在地面的支撑力与重力的共同作用下逆时针旋转,直到倒在地面上,变成水平状态。
可是,一个新的问题出现了,杆的重心与墙的距离,比重心到杆的左端的距离小!(如果在图上画出来就是一个直角三角形)
由于墙的存在,杆落地变成水平状态后,其重心不可避免的发生向右的运动,而只有受到了向右的力,才会导致杆的重心向右移动,这个力只能由左侧的墙提供,而且必然是朝向偏右方向的。

综上所述……

回答2:

如果没有挤压,把墙壁移走,杆就没有什么变化,实际上不是这样的,所以有挤压,所以有弹力。

回答3:

在物理的竖直方向上的圆周运动的轻杆模型中,过最高点的临界条件V≥0。 1、恰好对杆没有力的作用,重力提供向心力 mg=mv^2/L V=(gL)^1/2 2、当V>(gL)^1/2, F+mg=mv^2 杆对小球的拉力和小球的重力提供向心力。 3、当 0