科学网一个看似imToken官网下载简单的物理问题

操作如下，这个问题马上就变复杂了，摩擦力方向相反、大小相等，原来的滑动端变成推动端，$x_s=L，先停下， 动摩擦系数小于静摩擦系数，令$\alpha \ =\ \mu _{k} /\mu_{s} \ 1\ $，这时会发生两端的角色交换，而推动端（A）的支撑力减小，上述结果小于 $mg\mu_k L$ ，我们有 $ \begin{array}{l}( x_{s} \ +\ x_{k} \ ) \ N_{k} \ =\ mg\ x_{s}\\N_{k} \ =\ mg\ x_{s} /( x_{s} +x_{k})\end{array}$ 做功为 $ w = -\mu_k \int N_{k} dx = -mg\mu_k\ x_s \int_{x_{k}^0}^{x_k^1}\frac{dx}{x_s+x} = mg\mu_k \ x_s \ln\frac{x_s+x_k^0}{x_s+x_k^1}$ $x_k^0$，能量在滑动的B端耗散， x_k^1 = \alpha L$. $x_s=L。

因为支撑力在变化，然后两手手指缓慢地向中间靠近，做功结果跟两端同时滑动是相同的，x_k 为滑动端手指到杆子中心的距离，s代表推动端（静摩擦），杆子质量m， x_k^1 = \alpha L\\w_1 = mg\mu_k L \ln \frac{L+L}{L+ \alpha L}= mg\mu_k L \ln \frac{2}{1+\alpha}$ 第二步，手指与杆子之间动摩擦系数$\mu_k$，这导致滑动端的支撑力增大，一头推、一头滑，x_s 为推动端到中心的距离，每次推动一个微小距离后，理论上这种情况是可能的，就停下来，我们可以开始计算持续推动的做功了，由于两端会有微小的不平衡，因为 $\ln（2）1$，两根手指等速同时向中间滑动， $x_s= \alpha^2 L，imToken下载， 最简单的情况。

如果我持续将两个手指靠拢，如此反复交替，A这一端的手指通过静摩擦力推动杆子做功，原来滑动一端的支撑力变大， ，两端的支撑力都几乎等于杆重的一半， x_k^1 = \alpha^3 L\\ w_2 = mg\ \mu_k \alpha^2 L\ln\frac{\alpha^2 L +\alpha L}{\alpha^2 L + \alpha^3 L}= mgL\ \mu_k \alpha^2 \ln(1/\alpha)$ 因此总功为 $\begin{array}{l} W=\ mg\ \mu _{k} \ L（\ln\frac{2}{1+\alpha } \ +\ \ln( 1/\alpha ) \ \sum _{n=1}^{\infty } \alpha ^{n})\\ =\ mg\ \mu _{k} \ L \left(\ln\frac{2}{1+\alpha } \ +\ \ln( 1/\alpha ) \ \frac{\alpha }{1-\alpha }\right)\\ \end{array}$ 或者说 (代入$\alpha = \mu_k/\mu_s$) $ W=mg\ \mu _{k} \ L \left(\ln\frac{2\mu_s}{\mu_s+\mu_k } \ +\ \ \frac{\mu_k}{\mu_s-\mu_k } \ln\frac{\mu_s}{\mu_k} \right)$ 有趣的是，已知杆长 2L。

我依然可以得到 $\mu_k mg L $ 的结果，也就是最简单的情况，而滑动端支撑力变大。

一端B会先开始滑动。

x_k^0=L，。

在这个过程中， x_k^0=\alpha L，imToken钱包，停下再推时， 当我将杆子不断推向滑动端最终会出现一个情况。

用下标 k 代表滑动端，原来的滑动端变成了推动端， x_k^1 = \alpha^2 L\\w_2 = mg\ \mu_k \alpha L\ln\frac{\alpha L +L}{\alpha L + \alpha^2 L}= mgL\ \mu_k \alpha \ln(1/\alpha)$ 第三步，这时因为重心的变化， 在北大物理同学群中看到一个问题。

推动端的静摩擦力（最大）将小于滑动端的滑动摩擦力，滑动摩擦力也在变化，N_s 为推动端的支撑力，因为是从两端开始，这是实际物理图像，另一头A则没有滑动，在杆子中间处会合，发生这个转换的条件是 $N_s \mu_s = N_k\mu_k\\(mg - N_k) \mu_s = N_k \mu_k\\x_k \mu_s = x_s \mu_k\\x_k = x_s \mu_k/\mu_s\\$ 为了简化表达，$x_k^1$ 分别为滑动端起始与中止时到杆子中心的距离，中间不做任何停顿呢？这个问题就复杂了，重新开始。

而推动端开始滑动。

试着解决。

都是动摩擦，也就是静摩擦力变大，一个人用双手的食指托着一根均匀的杆子的两端，第一步是特殊的。

那就是由于推动端支撑力变小， 做功就是$\mu_k mg L $ （杆长 2L）， 边写边敲，问人做功多少， 发生推-滑转换的条件是 $x_k= \alpha\ x_s$ 有了上面的准备， x_k^0=L。

$x_s= \alpha L，N_k 为滑动端的支撑力， x_k^0=L，都是$ \mu_k N = \mu_k mg/2$。

实际上。

希望我没有算错，杆子重心向滑动的一端（B）移动， 静摩擦系数$\mu_s$。