利用电梯内部物体的视重测量电梯的加速度
物理教育
2024-08-15 v1
摘要
加速的电梯会改变其内部任何物体的视重(相对于电梯内部测量的原始重量),因为加速度会在物体上产生惯性力。对于运行中的电梯内的任意物体,电梯加速度的变化会导致物体视重的变化。我们研究了物体视重的时间依赖性,从而得出电梯的加速度。对于选定的起始楼层和目标楼层,我们使用电梯内的电子秤测量物体的视重,并拍摄秤的读数和秒表在电梯运行过程中的数据。然后我们分析从录制视频中提取的数据。如果起始楼层和目标楼层互换,重量和加速度的变化量值相同但符号相反。实验表明,电梯从一层直达另一层的过程依次包含:变加速阶段、匀加速阶段、匀速运动阶段、变减速阶段、匀减速阶段和变减速阶段。如果运动过程中有停顿,每次停顿会引入一个额外的过程,包含减速、停止和加速阶段,以替代原有的匀速运动阶段。根据到目的地的距离,电梯会减少或缩短匀加速阶段和匀速运动阶段的持续时间。
引用
@article{arxiv.2408.07077,
title = {Measuring the acceleration of an elevator by using the apparent weight of an object inside it},
author = {Mingyuan Shi and Yu Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.07077},
year = {2024}
}
备注
English translation of a Chinese article published in Physics Teaching (a journal of Chinese Physical Society)