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如果一个物体从高空落下,在落地前给它一个横向的力,可以抵消下落的力吗?
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
如果一个物体从高空落下,在落地前给它一个横向的力,可以抵消下落的力吗?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
我可以简单粗暴地回答:不能!但是这样您肯定不满意,因为这和您的直觉以及经验不一致:很显然斜着落下比直着落下受到的伤害(撞击)要小,那么到底是什么道理呢?
简单粗暴的回答是基于物理学的基本原理:力是矢量,横向的力只能改变横向运动的状态,不能改变垂直运动的状态。事实上,施加了横向力之后,下落的物体就获得了一个横向的速度,那么和垂直向下的速度合成就变成了斜下的运动,而且运动速度还增加了(可以按照勾股弦计算:垂直是钩、横向是股,斜下是弦,很显然弦比钩或者股都大),如果这时候物体突然撞上障碍物完全停住(或者反弹回去),受到的撞击一定比没有加横向力的时候大。
但是您的直觉或者经验为什么和上面的很“科学”的回答不一致呢?原因就在于,物体一般情况下不会突然停下或者反弹回去。比如,你落在了很厚很软的海绵上,你会过了很久才停下来,由于你和海绵作用的过程很长,所以每一个时刻你受到的力(可以叫做“瞬时力”)就很小,所以最后就没有什么损害。但是如果落在了水泥地上,物体立刻就停下来了(或者反弹回去了),物体和水泥地的作用时间就很短,在这很短的时间内物体受到的撞击力就很大,最后的伤害就很大。
现在回答斜着落下的情况。由于物体是斜着落下的,所以一般情况下不会立刻就停下,更不会反弹回去,通常都是会往前冲出去一段才停下,这就是增加了作用过程的时间,在这个过程中受到的撞击力就会比较小,感觉受到的损害就会比较小。在极端的情况下,如果是斜着落到了冰面上,就会滑出去很远才会停下,受到的撞击自然就会比较小。我们从高处跳下的时候也会给自己一个水平方向的速度,这样跳下之后能够往前跑几步甚至前滚翻,目的就是增加作用时间,减少“瞬时”的撞击力,起到保护自己的目的。冬奥会上运动员从很高的地方飞下来然后在雪地上滑一阵子才停下,也是同样的原理。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
物体受重力(大小不变,方向竖直向下)作用,产生重力加速度,自由下落,速度的大小会越来越大,速度的方向竖直向下,若在这时给它一个横向的恆力(大小、方向都不变),又会产生一个横向的加速度,物体同时横向加速运动,即物体从这时起做两个方向的加速运动的合运动,合运动的方向不再竖直向下,合运动的大小比两个分运动的大小都大。总之物体从此时起做斜向下的加速运动。你看,横向的力怎么会抵消下落的力呢?
回答于 2019-09-11 08:43:50
我认为如果坠落物体的速度远小于横向作用力的速度,也就说该横向作用力能够将坠落物体以第二宇宙速度的方向,那么该坠落物体将沿着横向作用力的方向返回到太空。如果横向作用力忽略不计该物体可能会偏离原始落点落到地面上。如果该坠落物体比重非常小,而且体积非常大,强度以及容点都足够高,再向该坠落物体施加上述速度的能量,使该坠落物也不会受挤压与空气磨擦导致变形或者是气化。
回答于 2019-09-11 08:43:50
这要看这个物体的形状了,还有给的力的受力点,你这题的条件限制太少,所以答案不一定,如果这个物体是有回旋形状的话,受力点受力,刚好使他回旋上升,如果是羽毛之类的轻物体,他就有可能先上升,最终会落下,如果力足够大,在普通的物体上,达到第一宇宙速度,那就不会下落,情况太多了,不能确定。
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