在张建还没反应过来的时候,林决已经开口了,
“第一问求最大速度,核心是系统合力矩为零。”
“均匀实心圆盘的转动惯量是?mr?2,绳的张力差提供滑轮的转动力矩。”
“速度最大时,系统加速度a=0,角加速度α=0。
对物块:mg=t?。
对金属棒:mgsinθ=t?+f。
对滑轮:(t?-t?)r?=iα=0,所以t?=t?。”
又是沉默两秒。
“这些式子联立,可得解出来v?=0.8m/s。”
张建愣在了原地,这一刻,他真真切切感受到了什么叫头皮发麻。
“啊......对......是这样没错。”
林决没有停留,继续开始讲着第二小问,
“第二问用能量守恒,注意焦耳热的分配和系统动能的组成。系统减少的重力势能,等于增加的动能加上电路产生的总焦耳热......”
“于是便有.......”
“Δe?=mgxsinθ-mgx。”
“因为v=wr?,可知,?iw2=?(?mr?2)(v?/r?)2=?mv?2”
“动能e?=?mv?2+?mv?2+?mv?2=0.12j。
总焦耳热q总=q(r+r)/r=0.4j。”
林决脑海中,物体的运动,内部能量仿佛成了一个被完全标注出来的三维构图。
它们的运动,它们的能量变化,仿佛都在以一种特定的规则中动态变化着。
这种几乎本能的物理直觉,是他在做完高中物理框架后在脑海中搭建起来的。