背負大石為何可以更快,物理解釋



看到許多朋友對21章中背負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,有人說是小學課本里的,不過小學課本里沒有說到初中的知識,那就是風阻和空氣浮力。

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,風阻。

一個人從高空墜落,遇到風阻會抵消加速度,讓墜落速度達到定值,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,風阻的作用更小,因此速度可以快一些。

那麼,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=1/16·a··^2設=1,a1=1,a2=r^2,質量1=1,=r^3r>1則空氣阻力1=1/16*1^22=1/16*2^2*r^2

重力:1=,2=r^3*

1、若相同的速度,則加速度a1=(-1/16*^2),a2=(r^3*-1/16*^2*r^2)/r^3=(-1/16*^2*1/r)>a1a2>a1,大石頭加速度快。

2、當極限速度達到時,速度不增加。則1/16*1^2=,1/16*2^2*r^2=r^3*,1/16*2^2=r*,2>1,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,不要太想當然了。