車上的氫氣球

骰迷

一辆车水平作圆周运动，车顶連上一个氢气球。求氢气球的移动轨迹。


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谷哥翻译比较逊

[ 本帖最后由 骰迷 于 2011-10-25 18:03 编辑 ]

钟七珍

原帖由 lulijie 于 2011-10-28 01:08 发表
　　若车子做匀速圆周运动，那么稳定状态下，车内的外侧的空气密度大，内外侧的空气密度梯度差对车内的空气提供一个向心的加速度，使得车内的空气具有与车相同的角速度。氢气球的质量小于同体积的空气，所以空气对氢气球的影响必然造成气球向心运动，稳定状态下，必然存在绑绳对氢气球向外的拉力。
　　 所以氢气球同汽车做相同角速度的同方向转动，它位于车顶，绳子固定点与转动圆心的连线上，绳子处于拉紧状态。

　　
　　若氢气球拴在车箱内顶上，本人附和上面的解答。此时不均匀气体对氢气球产生的侧向浮力与绳子拉力的合力提供了氢气球作匀速圆周运动所需的向心力；氢气球向上的浮力与车箱顶对氢气球的作用力相平衡。
（若氢气球拴在车箱外顶上，本人的解答见9楼。）

Fenz

搞不懂一半人认为气球在车里，一般人认为气球在车外，这样还能争论到一起。

8#不是说明了嘛：气球比车顶高，也就是在车外咯。

潜水艇

题目翻译真的有问题，我也以为气球在车外！

lulijie

同样的道理，若车子做匀速圆周运动，那么稳定状态下，车内的外侧的空气密度大，内外侧的空气密度梯度差对车内的空气提供一个向心的加速度，使得车内的空气具有与车相同的角速度。氢气球的质量小于同体积的空气，所以空气对氢气球的影响必然造成气球向心运动，稳定状态下，必然存在绑绳对氢气球向外的拉力。
    所以氢气球同汽车做相同角速度的同方向转动，它位于车顶，绳子固定点与转动圆心的连线上，绳子处于拉紧状态。

[ 本帖最后由 lulijie 于 2011-10-28 01:11 编辑 ]

lulijie

做匀加速的车子，空气稳定分布后，车内后部的空气密度大。用动力学来解释：对于车内某一团研究对象（空气），它后部受到的压强大于前部受到的压强，所以它受到向前的合力，这个合力刚好提供与车相同的加速度，所以它与车没有相对运动，保持稳定状态。当氢气球质量小于相同体积的空气，虽然它受到的合力同相同体积的空气相同，但加速度必然大于车。所以稳定状态下，氢气球必然受到绑绳向后的拉力，即氢气球在绑绳的前方。

feifucong

原帖由 乌木 于 2011-10-27 21:52 发表
CCTV-10播放的那科普实验表明，车子加速时，车内的氢气球飘到车厢的前部；车子刹车时，飘到车厢后部。

其实和装着水的横至的矿泉水瓶中的气泡是一回事情
向前移动瓶子时，气泡会向瓶子前端跑
相同体积，密度大的物体惯性大
所以空气的惯性是主要矛盾，空气向车后方跑，氢气球被挤向车前方
气球虽有惯性，有向后运动的趋势，但在空气向前的的挤压的趋势更大。

lulijie

18楼的理解和我一样，9楼的答案我也很赞同。

[ 本帖最后由 lulijie 于 2011-10-28 00:47 编辑 ]

tm__xk

'"車上的氫氣球
一辆车水平作圆周运动，车顶連上一个氢气球。求氢气球的移动轨迹。'"

看着这中文我总感觉气球在车外....

lulijie

当车做加速运动时，车内的空气重新分布。当为匀加速，且车内空气的分布稳定时，车后的空气密度比车前的密度大，即车后的压强比车前的大，所以气球向前飘