一样的。”
梅任行点点头,仔细研究了起来,只见纸上画了一个受力分析图,旁边写的是:设细杆质量为m,长为L,当前位置与起始位置夹角为θ,以地面为参考平面计算重力势能,则有
E动=∫〖1/2 v^2 dm〗=∫〖1/2 w^2 r^2 dm〗
E重=∫〖g rcosθ dm〗
设杆密度为ρ,横截面积为S,则
dm=ρSdr
m=ρSL
则有
E动=∫_0~L〖1/2 w^2 r^2 ρSdr〗=〖1/2 w^2 ρS 1/3 r^3 |〗_(0~L)=1/6 w^2 ρSL^3=1/6 mL^2 w^2
E重=∫_0~L〖g rcosθρSdr〗=〖gcosθρS 1/2 r^2 |〗_(0~L)=1/2 gcosθρSL^2=1/2 mgL cosθ
由于能量守恒,故
E动初+E重初=E动+E重
0+1/2 mgL=1/6 mL^2 w^2+1/2 mgL cosθ
故不同位置时的角速度为
w=√((3g(1-cosθ))/L)
接下来求杆顶水平速度的最大值:
v杆顶水平=wL cosθ=√(3gL cos^2 θ(1-cosθ))=√(3gL (cos^2 θ-cos^3 θ))
(d v杆顶水平)/(d θ)=(3gL (2cosθ(-sinθ)-3cos^2 θ(-sinθ)))/(2√(3gL cos^2 θ(1-cosθ)))
使dv杆顶水平/dθ= 0,则需
sinθ cosθ (-2+3 cosθ)=0
则θ为0或π/2或 arccos(2/3)。但前两者会使分母为0,故排除
所以
v杆顶水平最大值=√(3gL (2/3)^2 (1-2/3))=2/3 √gL
皎皎道:“没想到我算起这个来,倒是不废物了。这个结果还挺简洁的。等等,好像还得求个二阶导数,证明在0到π/2间的单调性,保证求出来的是最大值而不是最小值,不过我太懒了,就先这样吧。但是你好像不需要这么多,只需要倒到地上时的动能,那就是这个了,重力势能完全转化为动能,所以倒到地上时是1/2 mgL,如果是推下去的,再加一下你做的功W,如果是从高处往下推,再加一个mgh就可以了。”
梅任行笑道:“大部分情况下你记性差得离谱,可有时候又实在好得离谱,在虎牢关时我就那么随口一说,怎么可能真的推你下去?你看看我,像这种人吗?”
皎皎道:“我就是从夸父这里想到了,也不知道算没算对。你要是记得转动惯量的公式就好了,我还可以用它验证一下。”
梅任行从盆里端起一碗酒:“我看你就是故意拖延时间。行了,子时已经过了,也算是守了岁了,可以喝一点,有助睡眠。”
皎皎端起自己那碗:“有点凉了。”
梅任行歪了下头:“哦?所以你要往酒里兑点饺子汤吗?”
皎皎把自己那碗放到盆里:“不至于不至于。”然后往盆里兑了点饺子汤。
次日,梅任行发现自己在摇椅上醒来。外面大雪纷纷,落了满地。时间已到晌午,见皎皎正在煮昨天剩下的饺子,于是去里间简单洗漱了一下,然后便去拿碗筷,回来后发现桌子上还放着一首诗:
生死何速,天地已遥。
尔来万万载,今乃扬风摧烧。
摧烧之,尸骨同百草。
黄酒得此温,使君两倾倒。
醉乡不许问来时,却向浮光催人老。
梅任行笑道:“你可真行,煤炭视角都能代入。”
皎皎道:“随便写写。正好,我记不清是几亿年了,所以只写了一个‘万万’。你要是记得的话,就帮我把时间改了吧。”
梅任行想了想:“咱们现在用的这种,应该是三亿年前古生代那批,不是石炭纪就是二叠纪。”说着蘸了蘸笔,把“万万”划去,改成了“三亿”,念了一下,觉得有些拗口,于是又改回了“万万”:“题目我暂时还没有想好,叫《煤炭歌》未免也太难听了些,就先这样吧。”
皎皎将锅移下来:“把纸笔收起来吧,饭好了。”
梅任行拍了拍头:“黄酒喝多了不会吐,就是头有点重。我都忘了什么时候睡着的了,你倒是快得很,一碗下去就着了。”
皎皎道:“也不一定是醉的,也可能是困的。”
梅任行打了个哈欠:“我想好了,就叫《短歌行》了。哎哎,我可不是数字数。《长歌行》《短歌行》都可以写时光易逝、人生苦短,现在