Mechanics 版 (精华区)

发信人: rhc (土藤), 信区: Mechanics
标  题: [合集] 学力学的同学们，这些问题都能回答么？
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri May  6 09:29:57 2005), 站内

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  ziyunxuan (紫芸轩)               于  (Fri Apr 22 20:52:23 2005)  说道:

都是一些小问题，我们如果答不上来大概是因为知识不扎实。
1 均匀金属管受热时，内半径变大还是变小？为什么？
2 为什么月球始终以相同的一面朝向地球？
3 昼为潮，夜为汐；潮汐是海水受月球和太阳引力的结果，为何同一地点的海水一天有两
次涨潮现象？
4 飞行器超音速飞行，发动机的发出的声波形成马赫锥，速度越快，锥角越小；但是轮船
的船尾水波的波纹为何有一个最小的极限夹角（大于零）？
5 烟囱等长柱状体倒下时，为什么容易在距地面1/3处折断？
7 材料力学和理论力学的虚功原理有什么不同？为什么？

※ 来源:·哈工大紫丁香 http://bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.247.34]


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  yuyangyuyang (yyfishfish)        于  (Sat Apr 23 09:11:46 2005)  说道:

能回答月球和烟囱问题，
同学，把答案贴出来吧，科普科普，很想知道答案。




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  aalex (life)                     于  (Sat Apr 23 10:36:40 2005)  说道:



给出答案把。。。。。


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  obasan (tobby)                   于  (Sat Apr 23 19:13:33 2005)  说道:




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  xiaoyaojiang (小咬)              于  (Sat Apr 23 23:42:19 2005)  说道:




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  jackleo (黑马)                   于  (Sun Apr 24 09:34:52 2005)  说道:

 这些问题挺好的。



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  timebirds (timebirds)            于  (Sun Apr 24 10:55:42 2005)  说道:

几个小问题，我回答一下吧：
1、当然是变大。我知道你想说的是：内径膨胀的时候也向内膨胀啊！但是只要做一个简单
的思想实验就可以了。A、均匀弹性块在温度变化的时候是没有热应力的。B、均匀弹性块
温度增加后，在其上面画出的任意一个环形的直径都变大了。综合这两个现象，答案不需
要我继续赘言了吧？

2、这个小学生也知道：月球的自转等于其公转的速度！

3、月球和太阳都可以引起潮汐，农历十五左右月球和太阳正好相差180度的相位，所以会
有两次潮汐，不过都不会很大（引力抵消），在初一、三十左右，太阳和月亮的相位基本
相同，所以引力同向，这个时候出现的是大潮。所以有名的钱塘江大潮该在什么时候看就
可以知道了。我以前见过一个文章写钱塘江大潮，其文章中还描写了月色，搞笑！

4、空气和水都是流体，但是其性质并不完全相同。譬如粘性不同等等。具体哪个性质影响
了这个现象我还真说不清楚。所以就不敢信口开河了。我想粘性的可能比较大。因为粘性
可以传播剪切力。剪切力会产生波。

5、这个嘛，想想911事件的时候，世界贸易大厦的撞击点的合理程度就知道了。太高了，
弯矩小而抵抗矩相对大，所以虽着的倒塌的倾斜过程，其任意一个截面的弯矩越来越大，
最后在1/3处断裂。
   至于为何大约是1/3，其实这跟烟囱的截面形式有关。一般烟囱是圆台状的，其母线倾
斜角度也是跟高度有一定的关系。然后烟囱的材料一般也是砖结构。如果是混凝土结构或
者截面形式变化为双曲抛物线，估计这个值肯定有变化。（简单做个思想实验，如果不是
砖结构这样的边缘不抗拉力这样的材料，而是钢筋混凝土材料，甚至可能不断裂，别说是
在1/3处了。）

以上答案也是本人自己的一家之言，有些地方会有疏漏。希望指正！




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  jackleo (黑马)                   于  (Sun Apr 24 11:09:33 2005)  说道:

  赞！ 
  最后一个解释有点问题。
  是大学物理学的。


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  liulangyun (流浪云)              于  (Mon Apr 25 10:25:29 2005)  说道:



最后一个问题是理论力学问题，可以用达朗博原理解答！




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  timebirds (timebirds)            于  (Mon Apr 25 15:54:22 2005)  说道:

详细解释一下跟动静法有何关系，达朗贝尔原理是基本原理，不过我不清楚与此问题有何
关联




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  Clement (我是老牛我怕晕)         于  (Mon Apr 25 18:46:56 2005)  说道:

对第二个问题，我想补充两句
月球一面朝向地球，用航天术语讲就是对地定向
这和普通的人造航天器对地定向是一样的道理
其原理是这样的：

月球离地球很远，地球的引力在月球那个距离已经不能认为是恒力了
月球近地的一侧受的地球引力大于远地一侧
这样，每当月球对地角度变化的时候，
就会因为重力梯度，形成稳定力矩，
其效果就是令月球精确的实现对地定向

这就是大名鼎鼎的“重力梯度稳定”
哈勃太空望远镜就是用的这种姿态控制方式



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  timebirds (timebirds)            于  (Mon Apr 25 23:01:47 2005)  说道:

提醒你：


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  timebirds (timebirds)            于  (Mon Apr 25 23:11:53 2005)  说道:

我有点疑惑，对航天力学我只是了解。但是其原理却不会超越我的理解，因为力学是没有
姓氏的。

你的解释有道理。我再问你一句：为什么地球或者其他行星——譬如水星距离太阳也很近
，但是却不会形成类似地球与月亮之间的“重力稳定梯度”？还有，对于一个密度均匀的
球体在近地轨道运行，是否就没有重力稳定梯度了？因为是完全对称的，所以当有角度扰
动的时候不会形成反力矩！



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  Clement (我是老牛我怕晕)         于  (Tue Apr 26 08:40:35 2005)  说道:

因为对于一个密度均匀的球体是完全对称的，所以当有角度扰动的时候不会形成反力矩！

~~~~月球不是完全对称的，所以在重力梯度场下，质心和重心不重合就会形成反力矩


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  timebirds (timebirds)            于  (Tue Apr 26 10:47:35 2005)  说道:

质心和重心不重合就会形成反力矩。在恒定平行力系中两者是重合的。当距离地球比较近
的时候，不可以认为地球的引力是恒定平行力系，所以两者不重合，没有问题吧？这个时
候，重心相对靠近地球这一侧（因为引力跟距离的平方成反比）。谢谢你的帖子，我以前
的理解有点问题，没有很深入。还有个问题：为什么说人造卫星的重力稳定梯度是很重要
的力，而飞机、火箭等就是很次要的力？是因为飞机、火箭的受力中，阻力、推力等很大
，所以忽略了重力梯度，而卫星等由于在外太空，阻力小，完全是惯性运动，所以重力梯
度表现出很重要的作用，是这样的吗？




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  jackleo (黑马)                   于  (Tue Apr 26 18:11:56 2005)  说道:

 感觉第五个问题可以这样解释：
 
      在下落过程中，烟囱应该以一端为支点，这样它的速度就成三角形分布
支点处是0，另一端最大。如果是落地前断的，那就是空气阻力搞的，空气阻力
和速度成正比，因此烟囱受到的外力也是三角形的分布力，假设匀速下落，那么
显然在距离支点的1/3处剪力是0，弯矩最大，最容易断裂。这时，它是被空气折断的。
（把它当作是一端铰支一端滑动的杆）
 
     如果是下落后折断的，也有的解释，由于下落瞬间烟囱的速度分布同样是
三角形，动荷系数k和速度也成正比（动荷系数乘以静载荷就是冲击载荷），同
样的道理，同样的位置处弯矩也最大。这时它是被砸断的。


大家讨论讨论，看对不对
   


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  timebirds (timebirds)            于  (Tue Apr 26 20:34:28 2005)  说道:

有点问题:不是匀速的,而是加速的,因为重力在作用.但是惯性力也是三角形荷载.用三角形
荷载解释了为什么在三分之一处损坏,有道理.






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  Clement (我是老牛我怕晕)         于  (Wed Apr 27 10:47:25 2005)  说道:

哥们你是研究生吧，看问题庭深入的，你说得好写东西我都没像你这样想得这么细致
在外太空，很小的力都会对卫星造成影响：星体摄动，太阳光压，星体磁场，等等
这些力在我们平常的问题中太小了，都忽略了。


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  Clement (我是老牛我怕晕)         于  (Wed Apr 27 10:54:45 2005)  说道:

烟囱受重力作用，不会是匀速下落，但它的速度分布是三角形这点没错
应该就是这样吧。


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  timebirds (timebirds)            于  (Wed Apr 27 18:51:32 2005)  说道:

我是力学的本科生.不过现在也是准研究生了.考虑问题最好就是深入一些,跟你讨论问题比
较愉快.说实话,对月亮为什么稳定地一面朝向地球这个问题我还没有你考虑的深入,可能你
是航天背景的.我是土木结构背景的.