弹弓的橡皮要怎样配合才能发挥最大的威力?

想一想

弹弓所用的橡皮应选择粗的还是细的,长度要怎样配合,才能把石子发射地更快更远?

你知道什么叫做功吗?橡皮被拉长后所储存的能量又和什么有关?

要制造一具威力大的弹弓,所用的橡皮要较难拉长的(弹性系数较大的),还是要较易拉长的(弹性系数较小的)?

用哪一个弹弓发射石子威力最大?

用哪一个弹弓发射石子威力最大?

所谓弹弓的威力,就是它的橡皮被拉长之后,所储蓄的弹性势能(elastic potential energy)。若所储的势能愈大,石子射出时的动能(kinetic energy)就愈大。弹弓所储的势能,往数量上等于手力拉长橡皮所作的功(work done)。因此,要争取弹弓的威力,就要没法增加拉长橡皮所作之功。

因为功等于力与位移的乘积(W=Fs),式中F指拉橡皮的平均力。若橡皮是很难拉长的(例如厚而阔的橡皮),则仅仅把橡皮拉长了一段短距离s,再要拉动,力就不够了。虽然右手仍有空位可以移动,可惜力已用尽。这样,力F虽然最大,可惜位移s却不是最大。这是“有余地而无余力”。

反之,若橡皮太易拉长(例如薄而细窄的橡皮),当右手很轻易地把橡皮拉长至尽头,本来仍有力把橡皮再拉长,可惜右手已没有空位再移动。这样,位移s虽然是最大,可惜力F却不是最大。这是“有余力而无余地”。

由此可知,橡皮的长短粗细要这样配合:当橡皮被拉至最长的时候,同时也是使用者所能发出最大力的时候。也就是使F与s都是这位使用者的最大值。由于每个人的F与s都不尽相同,因此,要发挥弹弓的最大威力,应按使用者的体型和体力“度身订造”。

相关物理概念

弹性系数(elastic constant):一弹簧被拉长1m所产生的弹力。

弹性势能(elastic potential energy):一弹簧被拉长后所储存的作功本领。

功(work):作功就是用力使物体移动一段距离。

位移(dispIacement):运动物体在指定方向上所移动的距离。

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发布时间:2010-5-17 10:17:07  阅读次数:13485

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