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为什么弹簧在力变化时不会发生突变,而绳的拉力是能够突变呢?

214 2023-05-23 09:45

一、为什么弹簧在力变化时不会发生突变,而绳的拉力是能够突变呢?

弹簧的拉力是和弹簧的形变量X成正比的,即拉力F=k*X,所以弹簧形变从0变到X,需要一个时间过程,在这个时间过程中弹簧拉力是从0开始较慢变化的,所以不突变。而如果绳子没有弹性并且足够坚韧的情况下,绳子的拉力是和可以突然变化很大的。 一个很简单的实例:假设墙上栓着一根橡皮筋(相当于一个弹簧),你突然用力拉,橡皮筋会被你拉长,你会感觉它拉力很小,因为它的拉力和它的形变长度有关,是慢慢变化的。 而假设墙上拴着一根绳子,你突然用力拉,绳子是不会变长,你也会承受很大的一个拉力,还有可能会被绳子拉伤,那是因为你给绳子突然一个力Fa,绳子也会给你一个相反的同样打下的拉力,这就是拉力突变。

“力在刚体中的传递或传导"指的是力在刚体中传导是即时的。(没有传递过程,不需要传导时间。)但力在有弹性的物体中传递是有一个过程,需要一定时间的。如题目中提及弹簧在受力变化时,是不能发生突变的。这是由于弹簧是缠绕成一圈圈螺旋状的。

当弹簧某一环受力发生变化时,它会在一极短时间内传递给与之相连的另一环,这样依次传递下去需要一定的时间,故不能发生突变。至于绳中力的变化可以突变,是因为我们将绳视为刚性形。

这是一种理想化的模型,或说是一种良好的近似。

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