字體:小 中 大 | |
|
|
2010/02/11 18:08:35瀏覽888|回應0|推薦1 | |
被躲避球砸中到底會有多痛呢?除了要看球速多快之外,也要看是人怎麼被球打中:是擦撞到球?還是被平飛過來的球直接射中?還是被高射砲一樣的球從天而降打到呢? 化學原理啟迪78 1. 被躲避球砸中到底會有多痛呢?除了要看球速多快之外,也要看是人怎麼被球打中:是擦撞到球?還是被平飛過來的球直接射中?還是被高射砲一樣的球從天而降打到呢? 2. 從這幾個躲避球撞擊人的角度的問題,我們可以發現,球飛過來撞人的力量,其實可分成:1.正面碰撞的力量。2.左右側邊擦撞的力量。3.往下掉落或從地板反彈上來的力量。這三股不同方向的力量,加上躲避球本身的質量,就是躲避球速的真正力量。 3. 同樣地,把一顆粒子看成躲避球,然後把它平均每一次直線運動撞擊牆壁的力量「速率u」,分解成三個方向的力量:1.粒子的運動速率與方向朝向撞擊「與x軸垂直的2個平面」,稱為ux。2. 粒子的運動速率與方向朝向撞擊「與y軸垂直的2個平面」,稱為uy。3. 粒子的運動速率與方向朝向撞擊「與z軸垂直的2個平面」,稱為uz。 4. 這三股不同方向的力量,加上粒子本身的質量,就是粒子對容器牆壁的撞擊力量。 5. 被躲避球打到以後,到底會有多痛?每個人的感覺、描述都不一樣,有的人沒有淤青就哭得半死,有的人被打到淤青也不會哭,所以,護士照顧的時候,不能光聽病人的感覺,要有一個客觀的標準。 6. 什麼是客觀的標準?看是淤青還是紅腫?有沒有皮外傷?受傷面積的大小等等,這些觀察就是在看這個人全身到底受到多大的撞擊。 7. 對幼稚園小朋友來說,膝蓋淤青4公分有點嚴重,對高大的高中生來說,膝蓋附近4公分的淤青面積還好。 8. 同樣的道理,粒子碰撞容器的時候,是整個容器牆壁一起承受抵抗粒子的撞擊,如果粒子的撞擊力量一樣,牆壁面積大,力量就分散變成比較小,牆壁的面積小,撞擊的力量比較沒有那麼分散,就會比較大。 9. 如果光看一次的撞擊,會覺得粒子的撞擊力量只集中在一個點而已,但是如果把每單位時間粒子無數次的撞擊平均來看,就會得到粒子撞擊牆壁的平均力量。 10. 這就好像一個對躲避球高手當成靶心的倒楣鬼,一場球賽不斷地被打中、打中,每一顆球帶給倒楣鬼的痛苦指數,就是把他全身的淤傷,除以被打中的次數,再除以倒楣鬼的身體面積。 11. 上一節我們已經推論出速率是u的粒子,往x方向的撞擊力量,接下來要把y方向、z方向撞擊力量都一起加進來,找到粒子撞擊牆壁的總力量,並且思考整面牆承受這一顆粒子的撞擊程度,用容器的邊長單位來衡量。 ◆以下是Steven S. Zumdahl 的《化學原理Chemical Principles》 12. 到目前為止,我們只考慮到與x軸垂直的二面牆。 13. 應用同樣的道理,我們可以假定,與y軸垂直的2面牆是: Force y=2muy²/L 注:2是撞擊之後反彈,共撞擊牆壁2次的意思;m粒子質量。 uy² 粒子朝向「與y軸垂直的牆壁」運動的速率。 L立方體容器的邊長。 14. 與z軸垂直的2面牆是 Force z=2muz²/L 15. 我們之前已經知道 u²= ux² + uy²+ uz² 16. 粒子施加在立方體上的力量是
ForceTotal = force x + force y + force z = 2mux²/L+2muy²/L+2muz²/L = = 注:圖中所說的動能,是指不包括粒子質量,純粹因為移動速率與方向產生的能量。
|
|
( 知識學習|科學百科 ) |