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人在勻速扶手梯上走,如何計算人腿做功問題。
送交者: 粱遠聲 2015年02月21日11:59:33 於 [靈機一動] 發送悄悄話
人在勻速扶手梯上走,如何計算人腿做功問題。

有人提出這個問題,大致是想用月球做參考點,解決地球潮汐高度問題。

如果電梯上升是勻速的,人從電梯的始點走到電梯終點,人上升的高度差是H。如果
電梯始點與電梯終點靜態時的高度差是h, 那麼
                   mgh
就是人腿做的功。我們不能用
                   mgH
來計算人腿做的功。

一個類似的例子是彈簧在勻速行走的火車上的做工問題。假設在勻速行走的火車
的車廂內的某點固定一個彈簧,一個人沿火車行走的方向拉這個彈簧。在車廂內
測得人手位移d。在車廂外看到的位移是D。

手臂所做的功是  kd^2/2

而不是         kD^2/2
                  
這兩個例子大致說明,以月球做參考點,求解地球潮汐高度是不可能的。

那麼怎麼估計地球潮汐高度呢?假設地球都被兩米厚的水覆蓋。在潮汐力等於零
的地點取一水質量元dm,計算這質量元從潮汐力零點移動到潮汐力最大點,潮汐力
所做的功。假設做工為E,令
                 E = dmgh
解出h,就是大潮點增加的高度。再算出潮汐力零點失去的高度。這兩個數相加就
是潮汐高度差。當然這個結果只是一個近似的估計。
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