第405節
正是小??偨Y出的牛二定律。 眾所周知。 小牛第一定律告訴我們“一個物體在不受力或者受到的合外力為0的時候會保持靜止或者勻速直線運動狀態”,那么如果合外力不為0呢? 小牛第二定律就接著說了: 如果合外力f不為零,那么物體就會有一個加速度a,它們之間的關系就由f=ma來定量描述。 也就是說。 如果我們知道一個物體的質量m,只要你能分析出它受到的合外力f。 那么我們就可以根據小牛第二定律f=ma,計算出它的加速度a。 知道加速度,就知道它接下來要怎么動了。 隨后徐云又在函數圖像的某段上隨意取了兩個點。 一個寫上a,一個寫上b,二者的弧度標注為了△l。 寫完后將它朝小麥面前一推: “麥克斯韋同學,你來分析一下這段區間收到的合外力試試?不考慮重力?!?/br> 小麥聞言一愣,指了指自己,詫異道: “我?” 徐云點了點頭,心中微微一嘆。 今天他要做的事情對于法拉第、對于電磁學界、或者說大點對于整個人類的歷史進程,都會有著極大的促進意義。 但唯獨對于小麥和赫茲二人而言,卻未必是個好事。 因為這代表著有些原本屬于他們的貢獻被抹去了。 就像某天一個月薪4000的打工人忽然知道自己原本可能成為億萬富翁,結果有個重生者以‘人類共同發展’為由把屬于你的機會給奪走了,你會作何感想? 平心而論,有些不公平。 所以在徐云的內心深處,他對小麥是有些愧疚感的。 往后怎么補償小麥另說,總之在眼下這個過程里,他能做的便是讓小麥盡可能的進入這些大佬的視線里。 當然了。 小麥并不知道徐云內心的想法,此時他正拿著鋼筆,刷刷刷的在紙上寫著受力分析: “羅峰先生說不考慮重力,那么,就只要分析波段ab兩端的張力t就行了?!?/br> “波段ab受到a點朝左下方的張力t和b點朝右上方的張力t,彼此對等?!?/br> “但波段的區域是彎曲的,因此兩個t的方向并不相同?!?/br> “假設a點處張力的方向跟橫軸夾角為θ,b點跟橫軸的夾角就明顯不一樣了,記為θ+Δθ?!?/br> “因為波段上的點在波動時是上下運動,所以只需要考慮張力t在上下方向上的分量?!?/br> “b點處向上的張力為t·sin(θ+Δθ),a點向下的張力為t·sinθ,那么,整個ab段在豎直方向上受到的合力就等于這兩個力相減……” 很快。 小麥在紙上寫下了一個公式: f=t·sin(θ+Δθ)-t·sinθ。 徐云滿意的點了點頭,又說道: “那么波的質量是多少呢?” “波的質量?” 這一次。 小麥的眉頭微微皺了起來。 如果假設波段單位長度的質量為μ,那么長度為Δl的波段的質量顯然就是μ·Δl。 但是,因為徐云所取的是非常小的一段區間。 假設a點的橫坐標為x,b點的橫坐標為x+Δx。 也就是說繩子ab在橫坐標的投影長度為Δx。 那么當所取的繩長非常短,波動非常小的時候,則可以近似用Δx代替Δl。 這樣繩子的質量就可以表示為…… μ·Δx 與此同時。 一旁的基爾霍夫忽然想到了什么,瞳孔微微一縮,用有些干澀的英文說道: “等等……合外力和質量都已經確定了,如果再求出加速度……” 聽到基爾霍夫這番話。 原本就不怎么喧鬧的教室,忽然又靜上了幾分。 對啊。 不知不覺中,徐云已經推導出了合外力和質量! 如果再推導出加速度…… 那么不就可以以牛二的形式,表達出波在經典體系下的方程了嗎? 想到這里。 幾位大佬紛紛拿出紙筆,嘗試性的計算起了最后的加速度。 說起加速度,首先就要說說它的概念: 這個是用來衡量速度變化快慢的量。 加速度嘛,肯定是速度加得越快,加速度的值就越大。 比如我們經??梢月牭降摹拔乙铀倮病钡鹊?。 假如一輛車第1秒的速度是2m/s,第2秒的速度是4m/s。 那么它的加速度就是用速度的差(4-2=2)除以時間差(2-1=1),結果就是2m/s^2。 再來回想一下,一輛車的速度是怎么求出來的? 當然是用距離的差來除以時間差得出的數值。 比如一輛車第1秒鐘距離起點20米,第2秒鐘距離起點50米。 那么它的速度就是用距離的差(50-20=30)除以時間差(2-1=1),結果就是30m/s。 不知道大家從這兩個例子里發現了什么沒有? 沒錯! 用距離的差除以時間差就得到了速度,再用速度的差除以時間差就得到了加速度,這兩個過程都是除以時間差。 那么…… 如果把這兩個過程合到一塊呢? 那是不是就可以說: 距離的差除以一次時間差,再除以一次時間差就可以得到加速度? 當然了。 這只是一種思路,嚴格意義上來說,這樣表述并不是很準確,但是可以很方便的讓大家理解這個思想。 如果把距離看作關于時間的函數,那么對這個函數求一次導數: 就是上面的距離差除以時間差,只不過趨于無窮小,就得到了速度的函數。 對速度的函數再求一次導數,就得到了加速度的表示。 鮮為人同學們懂不懂不知道,反正在場的這些大佬們很快便都想到了這一點。 是的。 之前所列的函數f(x,t)描述的內容,就是波段上某一點在不同時間t的位置! 所以只要對對f(x,t)求兩次關于時間的導數,自然就得到了這點的加速度a。 因為函數f是關于x和t兩個變量的函數,所以只能對時間的偏導af/at,再求一次偏導數就加個2上去。 因此很快。 包括法拉第在內,所有大佬們都先后寫下了一個數值: 加速度a=a^2f/at^2。 而將這個數值與之前的合力與質量相結合,那么一個新的表達式便出現了: f=t·sin(θ+Δθ)-t·sinθ=μ·Δxa^2f/at^2。 隨后威廉·韋伯認真看了眼這個表達式,眉頭微微皺了些許: “羅峰同學,這就是最終的表達式嗎?我似乎感覺好像還能化簡?” 徐云點了點頭: “當然可以?!?/br> f=t·sin(θ+Δθ)-t·sinθ=μ·Δxaa^2f/at^2。 這是一個最原始的方程組,內容不太清晰,方程左邊的東西看著太麻煩了。 因此還需要對它進行一番改造。 至于改造的思路在哪兒呢? 當然是sinθ了。 只見徐云拿起筆,在紙上畫了個直角三角形。