等速度、等加速度運動與慣性的關係：彈道車實驗 - 科技大觀園

桌面上有一台滑車（圖一）。

車上有一個彈珠發射器。

發射器內有彈簧。

如果滑車等速運動時發射器向上發射彈珠,彈珠落下會不會被發射器接住呢？我們試試看。

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車上有一個彈珠發射器。

發射器內有彈簧。

如果滑車等速運動時發射器向上發射彈珠,彈珠落下會不會被發射器接住呢？我們試試看。

  圖一。

  將彈珠置入發射器,用力壓縮彈簧。

再用栓子卡住彈簧,使其無法恢復原狀。

左手拉住栓子末端的細繩，右手輕推滑車使其運動。

滑車運動一段距離後栓子脫落，彈簧恢復原狀向上發射彈珠。

彈珠落下被發射器接住。

  在圖二中，滑車與彈珠以速度V向右運動。

發射器向上發射彈珠。

彈珠在水平方向未受力。

依據牛頓第一運動定理,物體具有慣性。

若外力為零，則物體速度不變。

因此彈珠在水平方向的速度仍然為V。

彈珠與滑車在水平方向的相對速度為零。

因此彈珠落下會被發射器接住。

  圖二。

  如果滑車在桌面做等加速度運動時發射器向上發射彈珠，彈珠落下會不會被發射器接住呢？我們試試看。

  在滑車上綁一條細繩，細繩跨過桌子邊緣，下端懸掛砝碼。

細繩的張力使滑車做等加速度運動。

滑車運動一段距離後栓子脫落,彈簧恢復原狀向上發射彈珠，彈珠落下不會被發射器接住。

  在圖三中，滑車與彈珠一起做等加速度運動。

當滑車與彈珠的速度為V時發射器向上發射彈珠。

彈珠在水平方向未受力，因此彈珠在水平方向的速度仍然為V。

滑車受細繩張力繼續做等加速度運動。

彈珠與滑車在水平方向的相對速度不為零。

因此彈珠落下不會被發射器接住。

  圖三。

  如果滑車沿斜面滑下時發射器向上發射彈珠，彈珠落下會不會被發射器接住呢？我們試試看。

  滑車沿斜面滑下一段距離後栓子脫落，彈簧恢復原狀向上發射彈珠，彈珠落下被發射器接住。

  在圖四中，滑車與彈珠一起沿斜面下滑。

當滑車與彈珠的速度為V時發射器向上發射彈珠。

滑車與彈珠沿斜面的初速度及加速度相同。

因此彈珠與滑車在斜面方向的相對速度為零。

彈珠落下會被發射器接住。

  圖四。

資料來源 原標題：彈道車 慣性運動(10) 推薦文章 111/06/29 一滴血的故事：光譜晶片實現遠距醫療及預防醫療願景 柯正浩｜ 國立臺灣科技大學自動化及控制研究所副教授 儲存書籤 111/07/30 智慧工廠最完整防護網！部署資安場域、加強製造業防禦體質 陳響亮｜ 國立成功大學製造資訊與系統研究所教授 儲存書籤 111/06/29 智慧仿生新境界－清華紳士機器人有知覺，能像真人抓球、抽衛生紙，知道杯中液體重量！ 張禎元｜ 國立清華大學動力機械工程學系特聘教授 儲存書籤 111/03/31 面對淨零碳排，碳封存會是臺灣需要發展的關鍵技術嗎？ 范建得｜ 清華大學科技法律研究所教授 儲存書籤 OPEN 關於我們 關於我們 文章 熱門文章 最新文章 精選文章 科學專題 影音 影音&廣播 TechTalk 活動 活動 學生專區 學生專區 回頂部