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乐鱼体育 一个物体从无限远的场所解放落体到地球,速率会超光速吗?

时间:2026-02-25 11:53 点击:61 次

乐鱼体育 一个物体从无限远的场所解放落体到地球,速率会超光速吗?

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经常糊口教授告诉咱们,一个物体解放落体,若是莫得摩擦力等身分的影响,速率会越来越快,牛顿第二定律早就告诉咱们了这少量。

牛顿第二定律公式,F=ma,很简短易懂的公式。公式标明,惟有给一个物体施加力,物体就会取得加快度,这意味着物体的速率就会越来越大。在渴望情况下,物体的最终速率应该能跳动光速,惟无意期弥散长就不错。

不外爱因斯坦的横空出世颠覆了咱们的这种传统想法。爱因斯坦的相对论告诉咱们,时空并不是全齐的,而是相对的,物体的怒放会影响周围的时空。

牛顿定律是开采在全齐时空不雅基础上的表面,只适用于低速宇宙,一朝速率达到亚光速,牛顿定律就不再适用了,必须用相对论材干讲解。

因为牛顿定律仅仅相对论在低速宇宙的访佛值,一个特例驱散。由于咱们糊口的宇宙经验的速率齐很低,是以往往情况下牛顿定律照旧弥散用了。

可是一朝来到高速宇宙,就必须烧毁牛顿定律,用更精准的相对论才不错。

如故拿牛顿第二定律F=ma来讲解,公式中的m指的是物体的质地,咱们的传统想维以为物体的质地是一个固定不变的量,其实否则,在爱因斯坦的相对论体系下,物体的质地是一个变量,速率越大质地就越大,这即是相对论的公式之一,质增效应。

是以,不论给物体施增多大的力,齐无法达到或者高出光速。因为跟着速率变大,物体的质地也会变大。当速率无限接近光速时,物体的质地达到无限大。想要物体再加快就需要无限多的能量,通盘这个词天地的能量齐不够,这显著是不可能的。

而解放落体的经过,就十分于一直给物体施加力量,因为引力亦然一种力。是以任何解放落体的物体速率齐不可能达到光速。

那么,一个物体从无限远方朝地球作念解放落体,leyu体育最终的速率到底能到达若干呢?

这里假定是齐备环境,莫得任何摩擦力,况且物体只受到地球引力的影响。物体落向地球的经过,速率会越来越快,因为这个经过其实即是引力势能诊治为动能的经过。

一般情况下,咱们齐会设定物体在无限远传的势能为零,这种情况下缱绻起来更便捷。其实任何位置的势能齐不错设定为零,这并不进军也不影响最终的恶果,因为哪个位置为零并不进军,咱们最终取的是势能的相对量。

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若是物体在无限远方的势能为零,那么落向地球的经过中,物体的势能即是负的,况且越来越小,减小的势能诊治为了物体的动能。

当物体落到大地上时,最终升沉为动能的势能有若干呢?可能一时并不好缱绻,也不太好相识。但若是咱们换一种想维样子就很容易相识了。

咱们不错把通盘这个词经过反过来,让一个物体从地球上开拔,然后飞到无限远方。那么这个物体在开拔的霎时的势能即是物体从无限远方落到大地的势能,而物体开拔霎时的速率即是从无限远方落到大地的速率。

是以,问题就演变为:一个物体以多快的速率材干从地球飞到无限远方呢?

能够你照旧猜出来了,这个速率即是每秒11.2千米,也即是第二天地速率。

第二天地速率即是物体逃离地球引力的速率。其实也不错相识为物体莫得逃出地球引力,仅仅飞到了无限远方再陨落到地球上,这也不错相识,毕竟引力的作用范畴是无限远的。

既然一个物体以每秒11.2千米的速率就不错飞到无限远方,那么物体从无限远方解放落体到地球上,最终的速率也即是每秒11.2千米。

看到了吧,物体最终的速率不但不可高出光速,况且与光速比拟还收支甚远。为什么会收支这样大呢?这即是咱们经常糊口的错觉形成的。

物体解放落体经过中如实一直在加快,但加快的幅度相称有限。物体的重力加快度是个不停变化的,在无限远方的重力加快度为零,到达大地重力加快度为9.8,而从0到9.8的经过其实即是微积分的变化经过,物体速率着实越来越快,但最终细目是一个定值。

这就十分于一个简短的数学缱绻,1+1/2+1/4+1/8......诚然有无限多项相加,但得到的数并不是无限大,而是一个定值,况且是很小的定值,具体环球应该齐管帐算,初中水平就能算出来!

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