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保守力.

Aug 09, 2008 陳 tinper3 | 4 回應

W保=-U

保守力給物體的位能是從哪裡來的呢?

又我們知道如果只有保守力對物體作功則物體力學能守恆

也就是說

物體位能增加多少則動能就減少多少,反之亦然

所以由此可知保守力提供給物體的位能其實就是從物體本身的動能轉來的

這個觀念很簡單也很好用

如果能在判斷運動狀態時隨時注意這個觀念

就可以不去考慮之前困惑我的"保守力只能作功或提供位能(擇一)"

或是"去選定物體單一系統或者是地球+物體的系統" 的想法了

 

EX: 手將物體等速提升一段高度,因為手提供的力(非保守力)沒有給予物體動能,所以保守力(重力)根本沒辦法作功,位能也無從提供,所以外力+重力作功=0且物體位能=0

EX:一物體作自由落體運動,在這過程中保守力做功,將物體動能轉成位能,所以動能增加,位置能減少

 

只要保守力做了"某些事",物體的動能及位能一定會有所改變

之前所說的"保守力只能作功或提供位能(擇一)"並不是說保守力一但做功就位能=0了,不是!是我誤會他的意思了!

 

現在我找到了一個我可以接受而且又簡單的想法

 

 

 

 

 

原子結構--元素王國法則(未完成)

Aug 03, 2008 陳 tinper3 | 3 回應

參考文獻:觀念化學第2冊,化學元素王國之旅

Cool:It's SHOW TIME ~

在1904年日本物理學家Hantaro Nagaoka提出電子以固定軌道繞著原子核運轉的原子模型.

後來到了20世紀量子學說出現,提出了更合適的原子模型來描述原子構造. 但因為我還不是很了解量子學說有關粒子結合波的性質這些概念,所以在此就先掠過. 就直接切入由量子學說發展出來的原子模型論吧!

原子核外的電子並沒有依循固定軌道運轉, 到目前為止,我們可以利用量子力學算出電子在核外任何地方可能出現的機率. 我們稱這種描述電子出現機率的區域為"原子軌域". 而且,在越接近原子核的地方電子出現的機率就越高. 現在,讓我們來談談有關能量與軌域之間的事情吧!

我們都知道,質子和電子會相互吸引,互相束縛著. 所以,如果電子要逃脫原子核的魔掌,它就必須擁有更高的能量才能擺脫束縛. 在繼續說明之前必須先穿插個小觀念: "某物體是量子化的"這句話是什麼意思? 舉例來說,鉛筆心蕊的質量是由許許多多個碳原子的質量所組成的;一個物體所帶的電荷是由許多單一電子所帶電荷組成的,我們說質量及電荷都是量子化的,因為質量及電荷這種概念都是由基本單元一直累加形成.( 就好比2的倍數這種概念就符合量子化的定義, Ex:2的倍數一定是這樣的形式:2+2+2+.....<2就是單位元>)      好,現在回歸主題. 科學家已經知道電子的能量是量子化的(我很想知道原因,使實驗發現?or推理結果?)   所以這就表示:電子在吸收能量後所占有的軌域也是量子化的. 也就是說,電子必須吸收一定量的能量(電子的能量單位元),才能脫離束縛,進而佔有某個特定大小的軌域.

說完能量和軌域之間的關係後,接下來就要詳細說明軌域的種類及個別的特性及影響囉~!Innocent

 

科學性敘述

Aug 02, 2008 陳 tinper3 | 7 回應

以下何者屬於科學性敘述?
A. 人類永遠不可能登陸月球
B. 部分自然界的物理定律無法被科學家發現
C. 在宇宙的某個銀河系很可能自然界的定律和我們目前所了解的並不相同

 

所謂科學性的敘述指的是:可以被證實是正確或錯誤的敘述
A. 人類永遠不可能登陸月球
 雖然是個錯誤的敘述 但是屬於科學性的敘述 因為可以被證實敘述的正確性

B. 部分自然界的物理定律無法被科學家發現
 我們無法證明我們所不知道的 從某個觀點這句話會一直是正確的
 因為無法證實我們知道了所有物理定律 允遠可能存在 未知的定律

C. 在宇宙的某個銀河系很可能自然界的定律和我們目前所了解的並不相同
 也是同樣的道理 即使我們可能檢測我們所遇到所有銀河系 且發現都符合我們目前所了解的定律 但是還是可能存在我們未知的銀河系

其實 BC 的說法往往是一般政客或〔算命仙〕常用的方式
科學性的敘述可能是正確或錯誤的敘述
重點是可以被證實其正確性 而無法被證實的敘述 則屬於非科學性敘述

 

狄卡爾:

請問一下這是否是科學性的敘述:

1因為我們沒有實際讓太空船以光速飛行,所以光速運動目前並不可行,相對論目前還是對的。

2因為我們沒有收集到完整的飛碟的證據,所以外星人目前並不存在。

 

黃福坤:

科學性敘述可以是正確或錯誤的 重點是可以被檢驗
如果問句是:
太空船以光速運動並不可行!
這是科學性敘述, 當未來可行時 以上敘述是錯誤的 , 在太空船沒有達到以光速運動時 則是正確的

你所提的兩個敘述是具有因果關係的判斷 似乎你所想問的是以上兩個敘述是否正確? 而不是以上兩個敘述是否是 科學性敘述. 

 

註:學說及假說都必須是由科學性敘述所構成

 

哈哈!我終於知道什麼是科學性敘述了!

 

節錄自:台灣師大物理系的物理教學示範實驗教室考考你單元科學性敘述

           因為必須是註冊者才能看到考考你單元,所以在此無法直接提供網址


 

保守力(未完成)

Jul 28, 2008 陳 tinper3 | 8 回應

科學家把力分為兩種—保守力與非保守力,

什麼是保守力?

¦ 若是將物體從A移到B (物體在A點與B點動能相同條件下) ,

  若 所需做的功 和路徑無關,則A B所在區域為保守力場

  也因此, 從 A移到B ,再從 B 移回A 時, 即使路徑不同淨功為零, 
  基本上以上兩個敘述意義相同

  因為 A 到B ,物體的能量只與 起點 終點 位置有關 ,與路徑無關,
  因此可以定義 :只與位置相關的能量 ,也就是所謂的 位能

  所以 ,保守場 可以定義位能 ,且有位能的也必然是保守場    ¦

  .......取自黃福坤老師(寫的真好!!若是找到節路網址會再貼上)

從上述可知:保守力提供了位能的概念!

再來要講的是保守力一個非常重要的特性: 保守力只能當成外力

對物體作功或者是提供物體位能 ,兩者只能選其一. 也就是說:保

守力若對物體做功,那麼就不能再提供物體位能(也就是這時物體沒

有位能的概念) ; 而若是保守力提供物體位能,則保守力就不能再對

物體作功.

 

好,接下來我們就要來看看科學家們如何把concept轉化成數學式,

使我們在運算過程中仍能符合所有的concept.  

已推導出W=ΔEk 及W保=-ΔU  (以後再貼上其證明)  現在我們就

來詳細的說明這兩個式子如何在數學運算中完全照著之前所定義的

concept走!

 

p.s. 下列括號()均是在說明式子中所代表的情形.

W=W非保+W保=ΔEk (作用在物體上的外力有保守力及非保守力) 

W=W非保+W保=ΔEk+ΔU+(-ΔU)=ΔEk      

上述這個式子是這樣解讀的: 因為保守力已做工,所以不能提供物體位

能的concept,所以物體沒有所謂的位能,所以合力所做的功只會影響

物體的動能.

 

W非保=ΔEk+ΔU  (作用在物體上的外力只有非保守力)               

仔細瞧瞧!發現了嗎?  這個式子並不是在說非保守力作功會影響物體動

能及位能, 上述的ΔU是保守力提供的!   因為此時我們所用的觀點是保

守力不當外力作功,那麼既然保守力不做功,那麼它就會提供物體位能.

 

首篇文章

Jul 25, 2008 陳 tinper3 | 4 回應

main idea:討論功能原理的不足

功能原理,

就是在說:"外力對物體(系統)所做的功=物體總能量的變化"      

             ΔW=ΔE

物體的總能量包括了動能,位能,光能,聲能,熱能等等.......


p.s.  

所謂的作功,是在描述施力者(場源)受力者之間能量轉移的關係


我們先列舉個例子來拋磚引玉吧!

 

有一冷鐵球吸收熱能,體積膨脹,其質心因而上升,

則此時此鐵球位能增加 .

上述的情形能用功能原理來解釋嗎?

有誰對鐵球作了功呢?

 

功能原理和作功,

這兩者都有場源的概念.

而我在高中所學的"廣義的位能定義",

是指說位能是在保守力場中的場源與受力者兩者所共同擁有的.

這定義也是有場源的概念

 

但像上述鐵球的問題,

我們找的到場源嗎?

找不到場源的時候,難道就要再想像出一個場源才行嗎?

 

至今我所學到有關能量轉移的問題,

都離不開含有場源的概念,

但上述的問題是確確實實存在的呀!

紀延平老師所要說的,

就是以另一種角度去想同一件事情:

用"場—物體(系統)"的概念.

我們在乎的是場與物體(系統)之間的關係,

而不是場源與物體(系統)之間的關係.

 

所以,

場-物體(系統)的觀念再下去看,

我們就不用把位能侷限在是:施力者與受力者所共有

而是:

" 如果一物體處在某個保守力場中,

  那麼,此物體就具有它自己的位能. "