类人船模型机械能守恒吗

如题所述

第1个回答  2022-01-08

机械能是守恒的,因为竖直方向上的重力和浮力大小相等、方向相反,互相抵消了,而船水平移动时的阻力一般会被忽略掉(毕竟是理想模型)。所以我们可以认为人船系统不受外力作用。在此情况下,系统动量守恒且机械能(动能)守恒。

那竖直方向的气球和人模型为什么不好呢?因为很难排除外力的作用,导致模型复杂化。除非你假设气球和人的重力正好等于空气的浮力(即气球和人悬浮于空中,既不上升也不下降),否则重力或者浮力就会对系统整体做功。

但是,这并不意味着机械能不守恒了。重力或者浮力对系统整体做的功恰恰是系统势能的变化。所以,以地平面为势能零点的整个系统仍然保持机械能守恒。

“人船模型”,不仅是动量守恒问题中典型的物理模型,也是最重要的力学综合模型之一。对“人船模型”及其典型变形的研究,将直接影响着力学过程的发生,发展和变化,在将直接影响着力学过程的分析思路,通过类比和等效方法,可以使许多动量守恒问题的分析思路和解答步骤变得极为简捷。

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