Normal force and contact force | Forces and Newton's laws of motion | Physics | Khan Academy
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0:00 - 0:05我們設有一個湖
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0:05 - 0:06或一個大的水塘結了冰
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0:06 - 0:08所以就有了一塊很大的冰面
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0:09 - 0:11這是我畫的最好的平坦平面
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0:12 - 0:14我要在這裡放兩塊冰
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0:14 - 0:19所以一塊是這樣放的
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0:19 - 0:21放到這裡
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0:22 - 0:30然後另一塊冰放到這裡
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0:30 - 0:33這兩塊冰是完全相同的
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0:33 - 0:37都是5kg
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0:37 - 0:44我把這寫下來 它們的質量
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0:44 - 0:46我可以說 它們都是5kg
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0:46 - 0:51它們兩者唯一的差別是 相對於池塘
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0:51 - 0:55這一塊是靜止的
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0:56 - 1:02這一塊以一個恒定的速度運動
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1:02 - 1:06以恒定速度向右運動
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1:06 - 1:13我們設它恒定的速度是5m/s
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1:13 - 1:18我把冰塊放到冰面上的原因是
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1:18 - 1:21因爲我們可以假設 至少爲了這個影片
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1:21 - 1:23假設摩擦力是可忽略的
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1:23 - 1:27現在 牛頓第一定律告訴我們
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1:27 - 1:29一個物體不是在運動
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1:30 - 1:32或者你們可以把這看做一個恒定的運動速度是0
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1:32 - 1:35或者是以一個恒定的速度運動
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1:35 - 1:37牛頓第一定律說了
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1:37 - 1:40它們會保持速度不變
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1:40 - 1:42或保持靜止
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1:42 - 1:44靜止就是速度恒定爲0
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1:44 - 1:47除非失去平衡
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1:47 - 1:50除非有一個淨力作用於物體上
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1:50 - 1:51所以我們想一下
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1:52 - 1:53在任何一種情況下
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1:53 - 1:56肯定沒有任何不平衡的力作用於它們上面
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1:56 - 1:59或者肯定沒有合力
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1:59 - 2:02但是想一下 如果我們假設它們在地球上
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2:02 - 2:05有淨力作用於它們
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2:05 - 2:08它們都在地球上
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2:09 - 2:10它們都有質量
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2:10 - 2:15所以都有重力作用於它們
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2:15 - 2:20這兩塊冰都受到
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2:20 - 2:22向下的重力
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2:23 - 2:27向下的重力等於
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2:27 - 2:31地表的重力場作用
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2:31 - 2:37乘以 這是個向量 乘以物體的質量
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2:37 - 2:41所以乘以5kg
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2:41 - 2:46重力加速度是9.8m/s^2
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2:46 - 2:49所以乘以5
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2:49 - 2:53就得到49kgm/s^2
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2:53 - 2:55也就是49牛頓
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2:55 - 2:58所以這有點難
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2:58 - 3:01牛頓第一定律說
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3:01 - 3:03一個靜止的物體會保持靜止
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3:03 - 3:05或者運動的物體會保持運動狀態不變
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3:05 - 3:08除非有一個不平衡的力或合力作用於它們
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3:08 - 3:10但是根據我們在這裡畫的
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3:10 - 3:13看起來這裡有合力
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3:14 - 3:17看起來有個49牛頓的重力把它向下拉
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3:17 - 3:19但是你們說 不
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3:19 - 3:24顯然這個物體不會開始向下加速
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3:24 - 3:27因爲這裡有冰
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3:27 - 3:32它放在一個大的結冰的池子裏
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3:32 - 3:34所以我的答案是
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3:34 - 3:36如果這是你們的答案
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3:36 - 3:43那麽與重力抵消了
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3:44 - 3:47阻止了冰塊下落到地球中心
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3:48 - 3:50的力是什麽？
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3:50 - 3:54阻止了自由下落或向下加速到
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3:55 - 3:56地球的中心
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3:56 - 4:01你們會說 我猜 如果沒有冰面
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4:01 - 4:02這些都會下落
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4:02 - 4:07這個冰面一定提供了反向的支持力
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4:08 - 4:10你們是完全正確的
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4:10 - 4:13冰面提供了反向的
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4:13 - 4:15支持力
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4:15 - 4:19所以這個力與重力大小相等 反向相反
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4:19 - 4:24所以如果每個冰塊上的重力
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4:24 - 4:27是向下49牛頓
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4:27 - 4:30它們會被冰面向上的支持力
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4:30 - 4:32完全抵消
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4:32 - 4:37二者都有一個向上的49牛頓的力
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4:37 - 4:41現在希望牛頓第一定律仍然說得通
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4:41 - 4:45在豎直方向上 沒有合力
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4:45 - 4:48實際上 在任何方向上都沒有合力
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4:48 - 4:50這就是爲什麽它們速度是恒定的
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4:50 - 4:53這個物體在水平方向上速度是0
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4:53 - 4:56這個物體在水平方向上有個恒定的速度
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4:56 - 4:59它們在垂直方向上都沒有加速
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4:59 - 5:02因爲冰面對冰塊有支持力
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5:02 - 5:03冰面支持著冰塊
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5:03 - 5:06這完全抵消了重力
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5:06 - 5:12這個力 在這個問題中叫做支持力
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5:12 - 5:14是向上49牛頓
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5:14 - 5:17這個是支持力
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5:17 - 5:20我們會在以後的影片中對支持力講述更多
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5:20 - 5:22當任何物體放在任何平面上
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5:22 - 5:24支持力就是
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5:24 - 5:26垂直於物體表面的力
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5:26 - 5:27當我們討論摩擦力
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5:27 - 5:29它就開始變得很重要
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5:29 - 5:31我們會在以後的影片中看到
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5:31 - 5:33當一個物體停在斜面上
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5:33 - 5:36我們設斜面上有這樣一個物體
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5:36 - 5:40斜面對物體的支持力
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5:40 - 5:45就垂直於這個表面
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5:45 - 5:47如果你們想一下
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5:47 - 5:49發生了什麽 這根本上是電磁力
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5:49 - 5:57因爲如果你們放大冰的分子
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5:57 - 5:59或者更好點 冰的原子
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5:59 - 6:01實際上 如果放大原子
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6:01 - 6:03冰的分子在上面
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6:03 - 6:07什麽讓上面的冰不掉下來-
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6:07 - 6:10爲了讓它能穿過這裡
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6:10 - 6:15是分子相互排斥
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6:15 - 6:18說得更接近點 水分子
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6:18 - 6:21或者冰分子中獨立的原子
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6:21 - 6:25原子 我在原子水平上把它畫到這裡
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6:25 - 6:32我畫出一個分子
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6:32 - 6:40所以是一個氧原子 兩個氫原子
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6:40 - 6:42它們形成了這個大的晶體結構
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6:42 - 6:46我們可以在化學課上多講一些
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6:46 - 6:49我們討論一下其中一個冰分子
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6:49 - 6:54或許它看起來是這樣的
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6:54 - 6:55它有兩個氫原子
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6:55 - 6:59所以讓這兩個分子不能互相靠近的力-
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6:59 - 7:02讓冰塊不下落的力
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7:02 - 7:05就是分子中
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7:05 - 7:07電子之間的排斥力
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7:07 - 7:11所以在宏觀層面 我們把這看做一種觸點壓力
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7:11 - 7:13但是在微觀層面或原子層面
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7:13 - 7:17實際上只是電磁排斥在起作用
- Title:
- Normal force and contact force | Forces and Newton's laws of motion | Physics | Khan Academy
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Khan Academy
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