不了解的物理情況

2007-04-07 1:49 am
情況是這樣的...

當一個乒乓球在一輛行駛中的巴士內的某一點拋起.它便會在那點垂直下降
(這個現象是很自然的吧)
另外一個情況是這樣的,一個乒乓球在公路旁邊拋起,而剛拋起的時候,乒乓球是在
行駛中的巴士的車頭旁邊,但當乒乓球掉在地上,在旁邊卻是巴士的車尾.
(當然啦.乒乓球垂直跌下,巴士向前行駛嘛)

問題就是在這裡,為什麼在行駛中的巴士內拋起的乒乓球會隨著巴士移動呢?
其實我的意思是在巴士內拋起的乒乓球跌在車上時,不是應該跟車外的情況一樣嗎?
球沿地跌下,巴士向前移動,該乒乓球應該落在車尾或撞到車尾的門,不應該在巴士的
同一點拋,同一點落(因為巴士前行,而乒乓球是垂直上落,沒有向前)

問題好像問得不太清楚...不過希望能了解的朋友麻煩解答一下...
在此先說聲感謝 ~~

回答 (6)

2007-04-07 3:18 am
✔ 最佳答案
各位解得很好。我打算用另一方法解釋。

牛頓第一定律(慣性):「如果一物體沒有受力,該物體保持等速直線運動。」
(大家都講過,我用另一字眼擺了。)

在巴士上:

Step 1
把乒乓球的狀態(慣性)分拆成「直」和「橫」兩個方向。

Step 2 一開始
巴士行駛中,速度=100 km/h
因此,乒乓球的「橫」向速度=100 km/h
因為乒乓球保持高度,「直」向速度=0
以上是乒乓球的慣性

Step 3 拋起乒乓球的一刻
因為乒乓球沒有受「橫」向施加的力,「橫」向速度保持100 km/h。
因為乒乓球受「直」向施加的力向上,所以乒乓球「直」向速度(「直」向慣性)改變。
結論:乒乓球的「直」向慣性改變,「橫」向慣性沒有改變,乒乓球往上升,同時和巴士一同繼續向前。

Step 3 乒乓球離開手後
因為乒乓球沒有受「橫」向施加的力,「橫」向速度保持100 km/h。
因為乒乓球受「直」向施加的力向下(地心吸力),所以乒乓球「直」向速度(上升速度)減速至0,然後下降加速。
結論:乒乓球的「直」向慣性被地心吸力持續改變,先上升再下降;「橫」向慣性沒有改變,和巴士一同繼續向前。

Step 4 乒乓球掉回手上
因為乒乓球沒有受「橫」向施加的力,「橫」向速度保持100 km/h。
因為乒乓球受「直」向施加的力:手向上施力大於地心吸力,乒乓球下降速度減速至0,同時手力減少;直至乒乓球速度=0,手力等於地心吸力,兩力抵消,乒乓球再次「直」向靜止。
結論:「直」向慣性被地心吸力持續改變,速度減速至0,然後保持0速度;「橫」向慣性沒有改變,和巴士一同繼續向前。

2007-04-06 19:29:22 補充:
在地上:4個Step同上,只是把「100 km/h」改成「0」和去掉「巴士」等字句擺了。結論:在巴士上和在地上的情況物理學上完全一樣。

2007-04-06 19:40:00 補充:
回覆「但...球是凌空的 ~~是什麼力量帶動它向前移動呢? 」重點:物體移動不需力量帶動帶動沒有受力時:物體永遠保持同一速度eg: 乒乓球一開始是20 km/h,之後永遠保持20 km/h受力時:物體速度改變eg: 乒乓球一開始是20 km/h,之後受力加速至30,或減速(視乎力的大小和方向)當乒乓球貼著車上巴士等速時,乒乓球沒有受力巴士加/減速時,乒乓球受力

2007-04-06 19:41:04 補充:
司機踩油是為了抵消摩擦力。

2007-04-06 23:17:17 補充:
Chan Chi Wang的解釋非常正確,但那只是「相對性原理」,未至於「狹議相對論」啦,但你的分析極具參考價值。回覆「沒有力量,物件怎會移動呢??? 」「力」引致「加/減速」,沒有力時保持等速,這是定律。例:太空船­在太空飛時是關引擎的,但仍保持移動(慣性)。例:巴士司機停止踩油時,巴士仍會前進(慣性),摩擦力使之減速(力)。

2007-04-07 23:13:46 補充:
回覆「假如巴士是開篷的(即沒有車頂及一層的)在這種情況下,是否依然一樣呢? 」情況完全一樣,如果沒有風。

2007-04-07 23:26:51 補充:
回覆「假如一小鳥在一輛行駛中的巴士中飛行...情況會是怎樣呢? 」理論上:正確,只要拍翼產生上升力抵消地心吸力便可保持凌空。實際情況:巴士內其實有風。這種風在地鐵內特別明顯(尤其是人少時)。原因是空氣有慣性(原速度=0),當地鐵加速,空氣速度保持0。

2007-04-07 23:39:06 補充:
回覆「如果該列地鐵的前後門都是通空的,情況是否不同呢? 」理論上:無關,情況完全一樣。實際情況:因為有外來空氣,所以有風。與密封地鐵不同,密封地鐵內空氣與密封地鐵內的物件撞擊,最終加速至與地鐵同速,風勢減弱。通空地鐵的空氣由外面進入,又離開,風勢會不變。

2007-04-07 23:43:32 補充:
回覆「還是有更重要的因素呢」重要的因素是「力」。例:風會向球和小鳥施力,使實驗往往不同於理論。引擎施力使巴士加速剎車器施力使巴士減速

2007-04-10 14:04:22 補充:
回覆「這樣的理解是對嗎?」對。回覆「嗯嗯...我有一個假設問題。 」你的想法完全正確。這是基於球凌空時巴士無法帶動球加速。回覆「若假設有一隻蚊、蒼蠅或小鳥」牠們跟凌空的球會有一樣的情況,巴士無法帶動牠們加速。

2007-04-12 13:24:11 補充:
回覆「牠們不像以上理論的行為表現反覆,」理論上:由於這些小動物無法被巴士帶動加速,當巴士開始行駛後,會因慣性墮後。實際上:1.如果你有留意,日常的交通工具全都是慢慢加速。因此,小動物們有足夠時間加速至與交通工具同行。2.小動物的­飛行與死物一樣,只要成功加速至50 km/h,牠就可以保持50 km/h。當然也要保持拍翼以維持高度和抵消摩擦力。3.車內空氣雖然較固體難隨交通工具加速,但花一點時間始終可以(巴士長度較短,所以容易加速空氣;地鐵很長,導致空氣較難加速,做成風)。雖然小動物在車內面對較強氣阻,但對飛行的影響其實不是大難題(這關乎飛行原理,在此省略)。

2007-04-12 13:42:25 補充:
回覆「抑或是牠們跟我們之前的死物理論有所不同呢? 」記緊:所有物理定律在任何情況下都適用。不論生物死物、圓形方形,物理定律在任何情況下都不會改變。如果有違反定律的事件發生,該定律就會被捨棄。不過,以上定律(包括牛頓第一定律)已經經歷了幾百年時間的驗證,定律的真確性已被肯定。事實上,一件事件所牽涉的因素很多。表面上似乎違反定律的事件,往往只是被其他因素影響而已。老實說,我也懷疑以上解說的考慮不夠周全。
2007-04-07 4:30 am
要分析樓主之問題,必須先考慮空間問題。在巴士內當所有窗都是關上,而且不透光,這是一個封閉空間,如果巴士行駛非常穩定,路面亦非常平滑,你根本無法知道巴士是用何種速度行進,因為你與巴士是同速前進,當你向上拋起乒乓球,乒乓球就會(在巴士內)垂直落下。但其實,如果外邊有人看到該乒乓球,是看到它是以拋物線行進,因為巴士在乒乓球上落時已行了該橫移距離,而該乒乓球是跟隨巴士前進的。你跟隨問之問題很有物理智慧,如果在巴士頂上拋乒乓球,這乒乓球是會以何種路線落下呢,物理封閉空間就是地球,在路邊的人看到這乒乓球,絕不會是垂直落下的。亦不是平衡拋物線形狀,因為當乒乓球離手,初速是巴士速度,就會受到空氣之阻力而減速(與在巴士內不同,空氣是無橫向阻力的),而在車頂觀察之人,就會看到乒乓球以不平衡拋物線形狀落下於車後。

2007-04-06 20:41:14 補充:
在車頂與路邊觀察者都是看到乒乓球以不平衡拋物線形狀落下。
參考: 狹議相對論
2007-04-07 2:32 am
是因為這樣的

巴士在行的速率
與在巴士裡的任何東西的速率是一樣的 因為巴士會帶著任何東西行走

就是因為一樣的速率 產生一種慣性效果 沒有任何速率改變
使我們在巴士站著有如站在平地一樣

當我們嘗試在巴士裡走動時 , 會發覺比在平地困難
是因為我們在嘗試與巴士的速率抗行 打破這個慣性 所以比較吃力

而當巴士急停的時候 我們會站不穩
就是因為我們 不能把原先在我們身上的速率停止
使我們的速率跟不上巴士 失去了這個慣性

就是因為慣性
在巴士裡的乒乓球速率是與巴士一樣的 有如平地一樣 放下會在原地跌下
而街上的乒乓球與巴士速率有差異 所以不能跟隨著巴士

2007-04-08 16:36:08 補充:
如果係車頂上面拋起該乒乓球都會一樣跌番係你隻手到唔會走左去後面或前面因為拋起該乒乓球果陣的速率係同巴士一樣跌番落泥的時間不足以改變巴士速率所以波波唔向後走左最多得零點幾mm其實你可以想象一下 或做下實驗當你上緊扶手電梯 [例如地鐵果D]你可以拋起乒乓球 [垂直] 結果都會一樣會跌番係你隻手到唔會去左後面因為波波同電梯的速率一樣

2007-04-08 16:36:11 補充:
如果係車頂上面拋起該乒乓球都會一樣跌番係你隻手到唔會走左去後面或前面因為拋起該乒乓球果陣的速率係同巴士一樣跌番落泥的時間不足以改變巴士速率所以波波唔向後走左最多得零點幾mm其實你可以想象一下 或做下實驗當你上緊扶手電梯 [例如地鐵果D]你可以拋起乒乓球 [垂直] 結果都會一樣會跌番係你隻手到唔會去左後面因為波波同電梯的速率一樣
參考: 物理書
2007-04-07 2:05 am
我們可以先假設:

1. 行駛中的巴士 = 懂得移動的地面
2. 在公路旁邊拋起 = 不會移動的地面

因為其實當乒乓球在「移動的地面」上拋起時,它會有一向前移動的Inertia 慣性,乒乓球向上拋的同時會同時向前移 (暫時用這方法形容,因為方便理解),所以在你的角度觀看會覺得乒乓球在那點垂直下降。

而第二個情況,實在簡單不過,同一點拋,同一點落,就此而已。

2007-04-06 18:10:53 補充:
被現代社會所普遍認知的慣性原理,來自於牛頓的《自然哲學的數學原理》(Mathmatical Principles of Natural Philosophy, 1687),定義如下:「所有物體都將一直処於靜止或者勻速直綫運動狀態,直到出現施加其上的力改變它的運動狀態爲止。」
參考: My physics knowledge
2007-04-07 2:04 am
我相信係這樣,
當車行駛時,人體會隨著車移動。
所以車停,人停。
其實車動的時候,所有東西都會隨車移動, 包括乒乓球。
當車動的時候,你把球拋起,球的speed和人的speed都係一樣。
俗稱 慣性 。
球跌的時候係因為地心吸力,所以球只會垂直上落 。
因為球都係跟著巴士的speed 來走。
2007-04-07 1:52 am
這是因為慣性呀
正如你跳起,你也會落在原地

2007-04-06 17:57:07 補充:
給你一些補充:慣性原理可以表述為:一個不受任何外力的物體將保持靜止或勻速直線運動。

2007-04-06 19:26:02 補充:
"直到出現施加其上的力改變它的運動狀態爲止" 意思即係話有其他的力act on 係你個乒乓球到,就唔會原地落

2007-04-06 20:40:45 補充:
Newton 1st law例子:有個波係個地版上,假設沒有firction 同air resistance ,你只要輕輕推一下,個波就會以同一個速度不停咁向前走

2007-04-07 15:12:28 補充:
點解有慣性呢樣野,ce 未學…我答唔到你我地只係教左有呢個現象

2007-04-10 19:52:37 補充:
因為隻蚊同架車無contact ,即係話車冇施力於蚊,所以有車同冇車冇分別


收錄日期: 2021-04-12 13:45:15
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070406000051KK03262

檢視 Wayback Machine 備份