非弹性碰撞"子弹射入木块"的题型,如果子弹深入木块的距离d为已知,要求解
子弹射到木块后受到的摩擦力f,学校老师说,直接利用:内动能=fxd(其中:d是子
弹深入木块的距离,也就是子弹相对于木块的位移),当时老师对于:d并不是代
"子弹对地"的距离,是这么解释的:
因为子弹射入木块、停止于木块中是一瞬间,所以木块在子弹射入那瞬间前后
对地几乎没有位移,因此子弹相对于木块的位移~子弹对地的位移。
但我后来写到下面的这个题目,我发现若考虑木块对地的位移,利用内动能=转成
的热能=fxd的做法,d也是要代子弹相对于木块的位移。所以当时学校老师对于为何
是代相对位移这部分的解释,很像有点牵强?!
题目如下图:
https://imgur.com/a/9VzbFjM
我后来想一下,内动能转换为"木块射入子弹产生的热能"=fxd,此时的d要代相对
位移,是不是因为产生的热能是摩擦力对"整个系统"作的"总功"?
上面那个题目,用-fx8s算出来的是摩擦力对子弹作的负功(使子弹动能减少)
用 fxs算出来的是摩擦力对木块作的正功(使木块动能增加)
而摩擦力对整个系统作的总功=-fx8s+fxs=-fx7s
摩擦力对整个系统作的负功为-fx7s,因此子弹射入木块所消耗的热能为fx7s
所以之前子弹射入木块所产生的热能,fxd的d要代子弹相对于木块的位移,
原因就是因为热能是来自于"摩擦力对子弹作的功"和"摩擦力对木块作的功",两
者的"差值"
也就是说:
子弹减少的动能(摩擦力对子弹作负功)[ fx8s ]
=木块增加的动能(摩擦力对木快作正功)[ fxs ]
+热能[ fx(8s-s) ]
而8s-s就是子弹和木块的相对位移
以上是我的想法
我把这题的详细解法,还有对于么擦力作功,为何此时d要代相对位移的想法
写在下面那张图中。
https://imgur.com/a/OlNXGIm
不知道我的观念及想法有没有误?
麻烦高手指教了!谢谢~