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nicii

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陶哲轩的数学题 留言:

这个题目,把走路和坐传动带的全过程当作一个系统来看,再从功率的角度来分析,发现很有意思。

题目1:
全程走路,看作正常系统A;
走路时停2秒,等效于系统A停止工作2秒;
坐传动带时停2秒,等效于系统A降速工作2秒。

因此,坐传动带时系鞋带(停2秒),系统效率相对高一些,用时相对少一些(完成的是同一件事)。


问题2:
全程走路,看作正常系统A;
走路时人增加输出能量n焦耳,等效于系统A增加输出n焦耳;
坐传动带时人增加输出能量n焦耳,与此同时,传动带也增加了输出功率(以弥补“U+V'的动能”与“U的动能+V'的动能”之差,简单例证见后),等效于系统A增加输出大于n焦耳;

因此,坐传动带时跑步,系统的平均输出功率相对高一些,用时会少一些。

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举例证明,坐传动带时人增加输出能量n焦耳,与此同时,传动带也增加了输出功率。

例子:
情况1,传动带速度为U,人不走,动能为E1=(1/2)×m×U^2;
情况2,传动带速度为U,人走的速度为U,动能为E2=(1/2)×m×(2U)^2=4E1。

E2是E1的4倍,情况2中,人提供的功率为E1,传动带提供的功率为3E1。
而情况1中,传动带提供的功率为E1。

也就是说,坐传动带时人增加输出功率(往前赶路),传动带为了确保速度不变,也会增加输出功率(这个结论有点意思)。
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题目3:不懂相对论。