自由落体速度,自由落体速度是多少(自由落体速度,自由落体速度是多少)

不考虑摩擦,假设宇宙中只有地球,一个物体从无穷远的地方向地球做自由落体,最终的速度能达到多少,能超光速吗?表面来看,物体在自由落体的过程中速度会越来越快,最终物体的速度应该会达到甚至超越光速,用牛顿力学中的F=ma就能很容易得出答案。这说明F=ma中的质量m其实是一个变量,当m越来越大时,要想维持物体的加速度,就需要更多的能量,如果达到光速,就需要无穷多的能量才行,显然这是不可能的。题目中的自由落体会容易让人产生错觉,实际上自由落体就相当于持续不断地给物体施加力,以你为引力也是一种力。

不考虑摩擦,假设宇宙中只有地球,一个物体从无穷远的地方向地球做自由落体,最终的速度能达到多少,能超光速吗?

表面来看,物体在自由落体的过程中速度会越来越快,最终物体的速度应该会达到甚至超越光速,用牛顿力学中的F=ma就能很容易得出答案。

但这种思维方式只适用于牛顿经典力学,而牛顿经典力学是建立在绝对时空观基础上的,只适用于低速世界。

自由落体速度,自由落体速度是多少(自由落体速度,自由落体速度是多少)

而爱因斯坦的相对论告诉我们,时空并不是绝对的,随着物体的速度越来越快,物体的质量也会变大,这就是质增效应。这说明F=ma中的质量m其实是一个变量,当m越来越大时,要想维持物体的加速度,就需要更多的能量,如果达到光速,就需要无穷多的能量才行,显然这是不可能的。

所以,无论一个物体从多远的地方下落,最终都不能达到光速,更不可能超越光速。

题目中的自由落体会容易让人产生错觉,实际上自由落体就相当于持续不断地给物体施加力,以你为引力也是一种力。

实际上从无穷远的地方自由落体的物体,最终的速度不但不能达到光速,而且会远远小于光速,最终的速度只有11.2千米每秒!

自由落体速度,自由落体速度是多少(自由落体速度,自由落体速度是多少)

这个速度是不是很熟悉?

这不就是第二宇宙速度吗?这个结果是巧合吗?并不是,而是必然的。

利用能量守恒就能很容易得出这个答案。一个物体从无穷远处做自由落体,整个过程就是重力势能不断转换为动能的过程,利用公式mv^2/2=GMm/R很容易计算出结果。

自由落体速度,自由落体速度是多少(自由落体速度,自由落体速度是多少)

在自由落体的过程中,物体确实一直受到地球引力不断加速,加速度一直存在,不过最初的加速度无穷小,直到达到地球加速度才能达到9.8,整个加速过程其实可以看做是微积分的过程,速度虽然一直在变大,但最终的速度不是无穷大,而是一个固定值。

事实上把物体自由落体的过程反过来看,更容易理解。

自由落体速度,自由落体速度是多少(自由落体速度,自由落体速度是多少)

地球的逃逸速度是11.2千米每秒,也就是说一个物体以11.2千米每秒的速度就能逃出地球引力,飞出地球。其实也可以这样理解,这个物体并没有逃出地球引力,它只是飞到了无穷远的地方,然后再返回地球。

如此一来,如果这个物体从无穷远的地方落向地球,最终的速度当然就是11.2千米每秒了!

文章来源网络整理或者用户投稿,不代表本站立场,版权归原作者所有,如果侵犯你的权益,请联系管理员删除:知多少,转转请注明出处:https://www.xiaoyuerqingfen.cn/n/28644

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
知多少的头像知多少
上一篇 2023年7月16日 下午11:01
下一篇 2023年7月16日 下午11:01

相关推荐

  • 船袜老是往下掉是质量不行吗(船袜老是往下掉是质量不行吗触发)

    船袜老是往下掉是质量不行吗是很多友友都在讨论的,毕竟随着夏季的到来,很多友友都穿起了低腰的鞋子,但是一些人穿鞋的时候不习惯不穿袜子,所以船袜成了很多人的首选,不过市面上售卖的船袜质量良莠不齐,下面小编就和大家一起看看。 船袜老是往下掉是质量不行吗 船袜老是往下掉是很多人再穿这个的时候都有的疑问,一般来讲脚后跟比较平,穿船袜就很容易往下掉,甚至袜子会滑落到脚底…

    2023年5月12日
    00
  • 开窗睡觉能吸入甲醛吗(开窗睡觉甲醛会超标吗)

    新房入住时,大部分人都比较担心会不会有甲醛的问题,但等不及只能入住的话,那就需要多通风,一年四季都要通风来去甲醛。那么,新房子住了5天会甲醛中毒吗?这个得看你入住前家里甲醛含量是多少,这样才能清楚是否存在甲醛中毒的风险。 开窗睡觉能吸入甲醛吗 开窗睡觉也会吸入甲醛。 甲醛是一种有机化学物质,人体大量吸入甲醛对心血管系统、消化系统、呼吸系统产生很大的毒性。 主…

    2023年5月13日
    00
  • 2022年GRE考试费用是多少(2022年gre考试费用多少钱)

    10月初,ETS官方宣布:11月1日起,GRE考试费用在全球范围内上涨$15!涨价后的考试费用按照目前汇率来计算,2022年11月1日起GRE考试报名费预计会调整为1772元人民币。据ETS官方消息,只要在2022年10月31日前完成注册报名考试,就不会受到涨价影响!建议近期有考试计划的同学提前缴费报名哦!2023年线下考试时间安排可参考:GRE考试现在在全球范围的认可度越来越高,很多学校在今年也都陆续恢复了GRE成绩要求。建议同学们在确定目标院校之后,尽早开始备考准备!

    2023年7月16日
    00
  • 显存是什么(显存是什么意思)

    很多朋友使用电脑时,经常听到“显存”这个词语,但不知道它是干啥的,本篇文章结合它的作用,说说与其相关的知识。显存的作用是什么?显存与内存有什么不同?在电脑机箱内,除了显存之外,还有内存和硬盘,三者针对三种不同的数据提供不同的储存(运行)空间,其中内存为电脑运行系统和应用提供运行空间,空间的大小决定了运行系统和应用的速度和数量,而硬盘的空间大小决定了电脑储存数据的多少和存取的速度,至于显存空间,在前文中提到了,它的大小也会影响显卡的性能,只不过它主要是为显卡提供储存空间,作用基本与内存一样,同样也与硬盘类似。

    2023年7月16日
    00
  • 分享几种眉豆好吃的做法附图片(分享几种眉豆好吃的做法附图片高清)

    说到眉豆,可能有不少的朋友都没有吃过,但这种豆子它不但口感味道不错,而且营养也非常的丰富,眉豆提供了易于消化吸收的优质蛋白蛋,适量的碳水化合物及多种维生素、微量元素等,补充机体的营养成分,提高免疫力,眉豆所含维生素B1能维持正常的消化腺分泌和胃肠道蠕动的功能,抑制胆碱酶活性,可帮助消化,增进食欲,眉豆的磷脂有促进胰岛素分泌,参加糖代谢的作用,是糖尿病人的理想…

    2023年7月9日 生活常识
    00

发表回复

登录后才能评论
分享科技,生活经验