車上的氫氣球

lulijie

做匀加速的车子，空气稳定分布后，车内后部的空气密度大。用动力学来解释：对于车内某一团研究对象（空气），它后部受到的压强大于前部受到的压强，所以它受到向前的合力，这个合力刚好提供与车相同的加速度，所以它与车没有相对运动，保持稳定状态。当氢气球质量小于相同体积的空气，虽然它受到的合力同相同体积的空气相同，但加速度必然大于车。所以稳定状态下，氢气球必然受到绑绳向后的拉力，即氢气球在绑绳的前方。

lulijie

同样的道理，若车子做匀速圆周运动，那么稳定状态下，车内的外侧的空气密度大，内外侧的空气密度梯度差对车内的空气提供一个向心的加速度，使得车内的空气具有与车相同的角速度。氢气球的质量小于同体积的空气，所以空气对氢气球的影响必然造成气球向心运动，稳定状态下，必然存在绑绳对氢气球向外的拉力。
    所以氢气球同汽车做相同角速度的同方向转动，它位于车顶，绳子固定点与转动圆心的连线上，绳子处于拉紧状态。

[ 本帖最后由 lulijie 于 2011-10-28 01:11 编辑 ]

潜水艇

题目翻译真的有问题，我也以为气球在车外！

Fenz

搞不懂一半人认为气球在车里，一般人认为气球在车外，这样还能争论到一起。

8#不是说明了嘛：气球比车顶高，也就是在车外咯。

钟七珍

原帖由 lulijie 于 2011-10-28 01:08 发表
　　若车子做匀速圆周运动，那么稳定状态下，车内的外侧的空气密度大，内外侧的空气密度梯度差对车内的空气提供一个向心的加速度，使得车内的空气具有与车相同的角速度。氢气球的质量小于同体积的空气，所以空气对氢气球的影响必然造成气球向心运动，稳定状态下，必然存在绑绳对氢气球向外的拉力。
　　 所以氢气球同汽车做相同角速度的同方向转动，它位于车顶，绳子固定点与转动圆心的连线上，绳子处于拉紧状态。

　　
　　若氢气球拴在车箱内顶上，本人附和上面的解答。此时不均匀气体对氢气球产生的侧向浮力与绳子拉力的合力提供了氢气球作匀速圆周运动所需的向心力；氢气球向上的浮力与车箱顶对氢气球的作用力相平衡。
（若氢气球拴在车箱外顶上，本人的解答见9楼。）