看到許多朋友對21章中背負(fù)千斤重石為何可以更快不解,甚至嘲笑宅豬的物理常識,宅豬感覺有必要解釋一下。
伽利略斜塔試驗很多人都知道,一大一小兩個鐵球同時從斜塔上墜落,同時落地,有人說是小學(xué)課本里的,不過小學(xué)課本里沒有說到初中的知識,那就是風(fēng)阻和空氣浮力。
空氣浮力很小,但對較大物體也有影響,除此之外對重力加速度速度最大影響的就是空氣阻力,風(fēng)阻。
一個人從高空墜落,遇到風(fēng)阻會抵消加速度,讓墜落速度達(dá)到定值,這個定值是25米到50米每秒,無法超過這個速度。
而石頭的密度七倍于人體,勢能更大,風(fēng)阻的作用更小,因此速度可以快一些。
那么,伽利略斜塔試驗是否正確呢,一大一小兩個鐵球同樣高度墜落誰的速度更快呢?
我們用初中物理來計算一下。
兩顆圓石頭一大一小,空氣阻力Fw=1/16·A·Cw·v^2設(shè)CW=1,A1=1,A2=r^2,質(zhì)量m1=1,m=r^3.r>1則空氣阻力FW1=1/16*V1^2FW2=1/16*V2^2*r^2
重力:G1=g,G2=r^3*g
1、若相同的速度,則加速度a1=(g-1/16*v^2),a2=(r^3*g-1/16*v^2*r^2)/r^3=(g-1/16*v^2*1/r)>a1a2>a1,大石頭加速度快。
2、當(dāng)極限速度達(dá)到時,速度不增加。則1/16*v1^2=g,1/16*v2^2*r^2=r^3*g,1/16*v2^2=r*g,V2>V1,大鐵球勻速運動的末速度大。所以大鐵球先落地。
3、在計算空氣浮力的情況下更難計算,不過有個簡單的方法可以試驗一下,水中。水也有浮力,取一個鐵球和一塊肉,落水,看誰先落地。顯然鐵球先落地。
還可以用一個類似的試驗,就是一只螞蟻,和一只趴在石頭上的螞蟻同時從空中,相同的高度墜落,哪個先落地?
對此還有疑問的,去翻翻初中物理,多計算一下,不要太想當(dāng)然了。