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力學 標題:有關自由落體的問題
1:林先生張貼:2001-06-29 10:28:00:地點 台灣高雄
1. 有一物體,重量為1公斤,分別從高度3公尺與高度6公尺的地方以自由落體的方式落下,經重力加速度後,其落到地面時的「衝擊力」是否會因為高度距離的不同而有所差異呢?若是﹔應該分別是多少?該衝擊力道的單位應該為何?是公斤嗎?

2.能詳解其換算公式嗎?


感謝您
望能播冗答覆!感激不盡!
                    一個無法回答孩子問題的爹
                          Paul 2001.June.28
2:黃福坤 (研究所)張貼:2001-06-29 10:50:00:來自 國立台灣師範大學 [回應上一篇]
力量的單位都是 牛頓 N (對一公斤質量的物體 能產生 1米/秒2的加速度大小 的力 定義為 1 牛頓 )
所謂 力 = 質量 * 加速度 F= M * a
(所謂加速度就是單位時間內速度的變化量 a=dV/dt )

當物體相撞擊時 作用力的大小不僅和 物體 質量 速度都相關 也和作用時間有關
相同東西 撞擊時速度一樣 掉落在堅硬地面 和 軟床 作用力大小則不同 因作用時間不同
動量 = 質量*速度 P=M*V
力= 單位時間內 動量的改變 F = dP/dt
或者說 平均作用力 F= (碰'撞後動量-碰撞前動量)/ 作用時間

因為你的問題不知道作用時間 所以無法得知 作用力 實際數值

分別從高度3公尺與高度6公尺的地方以自由落體的方式落下
不同高度落下地面 落地時速度不同 (請你小孩算一下 )
因為後來都停下 因此最後動量都一樣 但是初動量不同

如此相信它可以回答 是否衝擊力會有所不同了
或者以日常生活中經驗應該也可以體會
完整的解答不是最好的方式 留下部分給孩子去思考 這樣才對他最有幫助

3:李偉榮譽點數3點張貼:2001-06-29 10:58:00:地點 台灣台北 [回應上一篇]
能不能請問 Paul,您小孩就讀的年級,這樣可能比較容易回答得恰當些?
4:林先生張貼:2001-06-29 11:38:00:地點 台灣高雄 [回應上一篇]
我的小孩目前就讀國小六年級,這是一個課外實驗(主要是要教小孩子從高處丟東西的危險性)
小孩也問了我一個額外的問題:為什麼小明可以輕易的抱起一隻狗,但是當狗從二樓跳下來時小明確接不住?我也只能回答他如'衝力'或是'重力加速度'等等的「名詞」,而無法確定回答物體本身是否因為從高處落下時因重力加速度而使得該物體『感覺比較重』


5:李偉榮譽點數3點張貼:2001-06-29 13:10:00:地點 台灣台北 [回應上一篇]
我試著回答看看:

1. 物體從高處自由落下,叫做自由落體運動。因為位能轉換成動能,所以從6公尺高處落下時,物體所獲得的動能應該比較大,因此物體的速度也就比較大。

落下物體衝向地面時的衝擊力量,就好像車子衝過來,對我們的衝擊力量一樣:速度愈大時,衝擊力會愈大。

2. 小六可能還沒學過力的換算公式(手邊沒有國小的教科書)

到國二理化才會學到力的測量,但只用到彈簧或彈簧秤測量,因此用到的力的單位以公斤重(通常簡稱為公斤)為主。

等到後面學到牛頓定律時,才會講到力的另一種單位:牛頓(1公斤重=9.8牛頓)

我的經驗是:可能有一些反應快的學生才會問到物體運動時產生的衝擊力,這時才會稍微做一點深入回答,因為這些在高中階段會有完整的討論。

高一基礎物理中會對力做定性的介紹,但不強調計算過程。

高二物理的牛頓運動定律則會詳細介紹,並有詳細演算過程。

因此,建議用實驗的方法,讓貴子弟設計一下。

例如用大小砂包自不同高度落在磅秤上,不就可以直接觀測記錄衝擊力的大小嗎?

這時再要他將記錄做個分析,看看衝擊力與高度的關係,他應該會很滿意他自己得到的結果的。

3. 感覺比較重,不就是衝擊力比較大嗎?

祝順利!
6:林先生張貼:2001-06-29 14:17:00:地點 台灣高雄 [回應上一篇]
非常感謝李老師與黃老師的解答.
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