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cpshang

铜虫 (小有名气)

[求助] 高空坠蛋不同的思路 但失败了

“高空坠蛋”的比赛大家可能都有所闻,四楼抛下鸡蛋,保证其不碎。最近学校也有组织,感觉自己有点想法就报名了,但随后发现自己的思路存在很大问题。
自己总体思路是让鸡蛋在落地瞬间相对于地面的速度为零,具体是通过弹簧的弹力作用让鸡蛋在下落过程先做加速度向上的变加速运动,当重力与弹力相等时向上速度最大,此后,加速度向下,向上速度渐小,当到达地面时速度为零。
为了便于估算,想利用简谐运动(周期可通过弹簧弹性系数计算),具体装置是1.5L的饮料瓶内,通过弹簧将鸡蛋与盖顶相连,下部用细绳与底部相连(下落时剪短),以便让鸡蛋在下落过程相对于瓶子做向上的加速运动,由于坠落过程是自由落体,当弹簧回复原长时速度最大(相对于瓶子),假设条件满足瓶子向下的速率等于鸡蛋相对于瓶子的向上速率,则实现了鸡蛋落到地面时相对于地面速度为零。
但是具体操作时并不可行,可能是因为自由落体下,鸡蛋和瓶子整体不满足简谐运动。开始时是在放下瓶子瞬间剪短鸡蛋下部拉伸的绳子,后来改为在下落到一楼左右的高度才剪短绳子,让其做减速运动,提前给其一个向上的冲量,以便在落地瞬间速度为零,但是结果鸡蛋还是碎了!
现在还是不明白自己的思路错在哪里?是不是自由落体运动不能用这种思路?望大家给以提示,深表感谢……


[ Last edited by cpshang on 2011-10-19 at 17:08 ]
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DowhatIshoulddowell!
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华丽的飘过

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

再加个降落伞就好了
2楼2011-10-19 23:47:40
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s20081208

铜虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

鸡蛋能承受多大的力是一定的,提示下,液体环境下或许可以
3楼2011-10-20 11:43:28
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cpshang

铜虫 (小有名气)

恩,是的,加降落伞或用液体缓冲效果应该很好,但是我的那种思路却不知错在哪里?
DowhatIshoulddowell!
4楼2011-10-20 13:22:34
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0272323

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

cpshang(金币+1): 2011-10-24 22:19:58
鸡蛋会不会是在瓶子落地后,加速撞上瓶盖碎掉的?
个人觉得ms理论可行,但缓冲肯定不够
下落速度得需要很大的回复力去平衡,要么回复力不够,要么太大,撞上瓶盖。楼主可以算一算,感觉这些东西都能算得
另外,觉得,是否还要再细致考虑在落地一瞬间,冲力对整个体系的影响?

PS:瓶子里有水吗
5楼2011-10-20 16:06:02
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华丽的飘过

版主 (著名写手)

你还是卖个超厚皮的鸡蛋吧,直接摔下去都不会裂的那种
6楼2011-10-20 16:41:09
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cpshang

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by 0272323 at 2011-10-20 16:06:02:
鸡蛋会不会是在瓶子落地后,加速撞上瓶盖碎掉的?
个人觉得ms理论可行,但缓冲肯定不够
下落速度得需要很大的回复力去平衡,要么回复力不够,要么太大,撞上瓶盖。楼主可以算一算,感觉这些东西都能算得
另外, ...

瓶子里没有装水(比赛要求质量要轻),装置也在4米左右下落试过,发现弹簧瞬间回复原长,所以试了在下落到一楼左右(有很大的向下速度)剪断下端绳子,而且加大了弹力(四股橡皮筋),应该不会是撞到瓶盖碎的吧,是不是弹力还是不够?
DowhatIshoulddowell!
7楼2011-10-20 23:54:29
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duola1024

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

cpshang(金币+1): 2011-10-24 22:19:26
我好像明白lz是要怎么干了,你是怕体系的能量太小,还给加了个弹性势能进去.....你的体系就靠弹簧缓冲,需要缓冲能量原本只有重力势能,现在加上弹性势能岂不更大了,适得其反啊....总体思路应该是将动能用阻尼运动转化为热能电能之类的,就是看你如何提高阻尼
为什么会有测不准原理?难道上帝的硬件性能让他只能达到这个分辨率?
8楼2011-10-21 12:27:35
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cpshang

铜虫 (小有名气)

好想法!自己忘了从能量守恒角度考虑了,鸡蛋势能除了可以通过阻力做功释放热能,是不是还可以通过弹簧把能量转化为瓶子的动能……
DowhatIshoulddowell!
9楼2011-10-23 09:04:28
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cpshang

铜虫 (小有名气)

谢谢大家的帮助!学习了很多!
DowhatIshoulddowell!
10楼2011-10-23 09:06:28
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