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滑轮上链条的惊人动力学:离轮与甩击

软凝聚态物质 2016-06-30 v1

摘要

连接在无摩擦滑轮上的链条或绳子上的重物运动,是基础物理学中用于理解力与加速度关系的经典问题。在此,我们考虑当其中一个重物被移除,从而一端以恒定加速度被拉动时链条的动力学。这一简单变化对后续运动产生了戏剧性的后果:在有限时间内,链条从滑轮上“离轮”,随后自由端的加速快于被拉动的一端。最终,链条经历剧烈的曲率反转,让人联想到鞭子的噼啪声或甩击。我们结合实验、数值模拟和理论论证,解释了这一动力学问题的关键方面。

关键词

引用

@article{arxiv.1605.03714,
  title  = {The surprising dynamics of a chain on a pulley: Lift-off and snapping},
  author = {Pierre-Thomas Brun and Basile Audoly and Alain Goriely and Dominic Vella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1605.03714},
  year   = {2016}
}

备注

20 pages, 8 figures