百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



一个人站在静止的秋千上能不能通过自己身体的前后摇动让秋千荡起来? 第1页

  

user avatar   zhong-ke-yuan-wu-li-suo 网友的相关建议: 
      

可以。

我们先把模型简化,我们假设人在秋千最低点突然站起来,然后在最高点突然蹲下。那么为什么这样可以越荡越高呢?对于理想的单摆来说,摆动的最大高度应该一直不变。但是对于重心高低改变的人,当人以蹲姿从最高点A运动到最低点B,重心下降h1,由于在最低点突然站起来,重心从B变到C,高度上升h,接下来人从C运动到对侧最高点D。由于h的存在,B和D之间的高度差h2一定大于h1,这样就实现了秋千荡起高度的上升。接下来人要在D点马上蹲下来开始下一个蹲下、起立、蹲下的周期。以此往复会越荡越高。

读者可能会问,角动量从哪里来。根据角动量定理,体系的内力不会改变总角动量。而绳子通过参考点所以拉力的力矩为零,唯一可以提供力矩的力是重力。从角动量角度可以这样分析:从A到B转动角度为θ,由于重力做功获得角动量。人在B点站起后质量分布开始靠近参考点,所以重力的产生的力矩大小会减小,但总角动量不变,所以从B到D转过的角度大于θ,接下来人要马上蹲下开始下一个循环,秋千会越荡越高。

正是相邻两次下降过程中的摆角大小不同,进而导致重力产生冲量矩也不同,这才让人在B处角动量越来越大,看起来有种角动量不守恒的错觉。



By Nothing 中科院物理所




  

相关话题

  如何通俗地理解「玻色–爱因斯坦凝聚」这种物态,它具备哪些奇特的性质? 
  当代物理学家是如何描述时间的起源和本性的? 
  水从高处流到低处(高能到低能)、水自然蒸发(低能到高能),这两者是否矛盾? 
  如何看待梅晓春这类所谓的高水平民科? 
  为什么很多人认为物理研究已接近极限? 
  从高处往下倒水,为什么刚开始水是连成一条线,往下就成了散开的水珠? 
  为什么总有人说女生学不好物理? 
  在物理研究中,你都见过哪些「还有这种操作」的神操作? 
  如何评价浙江新高考物理选考生人数骤降? 
  能够在几分钟的时间内向普通本科生解释清楚最前沿的理科科研工作(偏理论)吗? 

前一个讨论
为什么刮风了就会下雨?
下一个讨论
2018 年诺贝尔物理学奖得主在激光领域做出了哪些贡献?他们的研究在我们生活中有什么实际应用?





© 2025-03-28 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2025-03-28 - tinynew.org. 保留所有权利