星期日, 10月 02, 2016

擰巾問題

Q: 為了徹底擰乾毛巾,欲兩個方向都擰一遍,試問將毛巾棍左右掉頭可否達成?

Ans: 擰毛巾成棍狀橫在前方時,右撇子通常右手往後轉(如騎機車催油)、左手往前轉。此時毛巾棍右端受向右的扭矩向量(藍箭頭,依右手定則決定如紅箭頭之扭轉方向),左端則受向左的扭矩向量。
將毛巾棍水平轉180度,即左右頭對調,再施以相同的擰法(右手往後轉、左手往前轉),則毛巾棍的新右端(原左端)受向右的扭矩向量,新左端(原右端)則受向左的扭矩向量。細觀之,原右端本來的扭轉方向(相對於毛巾棍)在掉頭後並未改變,原左端亦然。可見毛巾棍本身材料結構所受之扭力模式未變,反映在毛巾棍的外觀就是其扭轉紋路不變。

結論:欲改變毛巾棍本身的受扭模式只能將左右手的轉向都改掉,亦即把兩端向外的扭矩向量都改成向內的才行。

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