如果合外力F不为零,那么物体就会有一个加速度a,它们之间的关系就由F=ma来定量描述。
这个波是怎么传到远方去的呢?
于是徐云继续开始了推导。
一根绳子放在地上的时候是静止不动的,我们甩一下就会出现一个波动。
小牛第一定律告诉我们“一个物体在不受力或者受到的合外力为0的时候会保持静止或者匀速直线运动状态”,那么如果合外力不为0呢?
然而这个附近的点也没动,所以它也必然会受到更里面点的张力。
但是力的作用又是相互的,附近的点给端点施加了一个张力,那么这个附近的点也会受到一个来自端点的拉力。
也就是说波形是随着时间变化的,即:
正是这种张力让绳子上的点上下振动,所以,分析这种张力对绳子的影响就成了分析波动现象的关键。
这位电磁学大老的表情没什么波动,看来暂时还没有掉队。
我们的手只是拽着绳子的一端,并没有碰到绳子的中间,但是当这个波传到中间的时候绳子确实动了。
这一对(x,y)就组成了坐标系里的一个点,把所有这种点连起来就得到了一条曲线——这是货真价实的初一概念。
小牛第二定律就接着说了:
因此徐云又写下了一个式子:
比如苹果下落、作者被读者吊起来抖,它们跟波的本质区别又在哪呢?
如果想描述一个完整动态的波,就得把时间t考虑进来。
x,通过一定的操作f(x)就能得到一个y。
波在传播的时候,虽然不同时刻波所在的位置不一样,但是它们的形状始终是一样的。
f(x,t)=f(x-vt,0)。
这样这个点一边被拉,另一边被它邻近的点拉,两个力的效果抵消了。
“比如......张力。”
这个力只可能来自绳子相邻点之间的相互作用。
也就是说前一秒波是这个形状,一秒之后波虽然不在这个地方了,但是它依然是这个形状。
接着徐云又在旁边写了个t,也就是时间的意思。
答桉同样很简单:
“也就是说,只要有一个函数满足f(x,t)=f(x-vt,0),满足任意时刻的形状都等于初始形状平移一段,那么它就表示一个波。”
跟我的手最近的那个点为什么不会被拉动?
当一根绳子静止在地面的时候,它处于松弛状态,没有张力。
通过上面的分析,便可以总结出一个概念:
“这是纯数学上的描述,但这还不够,我们还需要从物理的角度进行一些分析。”
这是一个很强的限制条件。
世界上到处都是随着时间、空间变化的东西。
这个过程可以一直传播下去,最后的结果就是这根绳子所有的地方都会张力。
F=ma。
没错。
答桉同样很简单:
如果我们知道一个物体的质量m,只要你能分析出它受到的合外力F。
那么问题来了:
又比如我们用力拉一根绳子,我明明对绳子施加了一个力,但是这根绳子为什么不会被拉长?
那么我们就可以根据小牛第二
正是小牛总结出的牛二定律。
在场的这些大老中,大部分都出自专业科班,只有法拉第是个学徒出身的‘九漏鱼’。
每个点把自己隔壁的点“拉”一下,隔壁的点就动了——就跟我们列队报数的时候只通知你旁边的那个人一样,这种绳子内部之间的力就叫张力。
那么这个波就向右边移动了vt的距离,也就是把初始形状f(x,0)往右移动了vt。
众所周知。
因为单纯的y=f(x),只是描述某一个时刻的波的形状。
接着他看了法拉第一眼。
绳子会动就表示有力作用在它身上,那么这个力是哪里来的呢?
接着徐云又在纸上写下了一个公式:
不过令徐云微微放松的是。
既然用f(x,t)来描述波,所以波的初始形状(t=0时的形状)就可以表示为f(x,0)。
众所周知。
答桉自然是这个点附近的点,给这个质点施加了一个相反的张力。
虽然后来恶补了许多知识,但数学依旧是这位电磁大老的一个弱项。
但是当一个波传到这里的时候,绳子会变成一个波的形状,这时候就存在张力了。
但是这样还不够。
图像某个点的纵坐标y不仅跟横轴x有关,还跟时间t有关,这样的话就得用一个二元函数y=f(x,t)来描述一个波。
经过了时间t之后,波速为v。
也就是说。