5. Which pair of vectors is not always in parallel?
(A) Velocity & linear momentum;
(B) Angular velocity & angular momentum;
(C) Net force & acceleration;
(D) All;
(E) None.

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統計: A(0), B(3), C(2), D(0), E(3) #2735468

詳解 (共 2 筆)

#6520226
題目:
下列哪一對向量並非總是平行的?
(A) 速度與動量 (Velocity & linear momentum)
(B) 角速度與角動量 (Angular velocity & angular momentum)
(C) 合力與加速度 (Net force & acceleration)
正確答案: (B)
詳細解析:
這題的關鍵在於理解向量與純量(scalar)或張量(tensor)相乘後的結果。
(A) 速度與動量
關係式為 p = mv。因為質量 m 是一個純量(只有大小,沒有方向),所以動量 p 的方向永遠和速度 v 的方向平行。
(C) 合力與加速度
關係式為 F = ma。同樣地,因為質量 m 是一個純量,所以合力 F 的方向永遠和加速度 a 的方向平行。
(B) 角速度與角動量
關係式為 L = Iω。這裡的轉動慣量 I 在一般三維情況下,並不是一個簡單的純量,而是一個張量(可視為一個3x3矩陣)。當一個張量與一個向量(角速度 ω)相乘時,產生的新向量(角動量 L)的方向不一定會與原向量平行。
物理意義上,只有當一個對稱物體繞著其對稱主軸旋轉時,角動量和角速度才會平行。對於不對稱的物體,或繞著非對稱軸旋轉時,兩者的方向通常會不同。
結論:
因為角動量與角速度的關係涉及張量,導致它們的方向並非總是平行,所以選項 (B) 是正確答案。
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#5165556
(A) P = mv(B) L = r ...
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