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3.天鵝變“炮彈”
一輛公共汽車正在行駛著,一個小孩子從座位上站起來,想走動走動,媽媽大聲喊道:“別動,小心摔著!”小孩子又老老實(shí)實(shí)地坐下不動了.
你說,小孩子真是不動的嗎?如果他真的是一動不動,怎么會由一個站來到了另一個站?
看來,要說清楚這個問題,還要好好觀察一下.
如果你站在地面上觀察,周圍的樹木、道路、建筑物都是不動的,汽車則是運(yùn)動的,汽車?yán)锏某丝?、坐椅也都隨著汽車在運(yùn)動;坐在汽車?yán)锏臅r候,你的感覺卻恰恰相反:你覺得樹木、道路、建筑物都在向后跑,而坐椅、扶手卻都是不動的.如果旁邊有一輛車和你坐的車運(yùn)動速度相同,你甚至?xí)X得它也是不動的!
車上和車下的哪種感覺對呢?你也許會不假思索地說,當(dāng)然車下的感覺是對的,房屋和樹木怎么會跑起來呢?
然而,細(xì)研究起來,問題就多了,地球一刻不停地轉(zhuǎn)動著,地面上的一切東西都在跟著動,赤道上的東西大約以500 m/s的速度繞地軸轉(zhuǎn)動,簡直和子彈頭的速度差不多.不但地球在轉(zhuǎn),整個太陽系也在以20 km/s的速度奔向銀河系里的天琴星座,而銀河系也在運(yùn)動……
可見,世界上沒有絕對靜止的物體.
所以人們要說一件東西動還是不動,總是對另一件東西說的.也就是把另一個東西看作是不動的,這個被人認(rèn)為是不動的東西就叫參照物.
同是一個東西,對于不同的參照物,運(yùn)動狀況就會截然不同.你聽說在天上飛翔的天鵝突然變成“炮彈”的事嗎?
1962年11月,美國馬里蘭州上空的一架飛機(jī)——“子爵號”正平穩(wěn)地飛行,突然一聲巨響,飛機(jī)墜落,飛機(jī)上的人全部死亡.是什么原因呢?原來這架飛機(jī)和一只翱翔的天鵝碰撞了,天鵝變成了“炮彈”,擊毀了赫赫有名的“子爵號”飛機(jī).
自從世界上有了飛機(jī)以來,這類鳥撞飛機(jī)的事故就不斷發(fā)生,飛機(jī)的速度越是提高,這種事故就越多.
在天空中慢慢翱翔的天鵝怎么會有這么大的破壞力呢?
這是因?yàn)?,一個東西動還是不動,跑得快和慢是相對的,飛機(jī)以極快的速度向天鵝飛去,也等于天鵝以極快的速度向飛機(jī)飛來.速度愈快,撞擊的力量愈大,因此,天鵝撞毀了飛機(jī).
“鳥炮彈”的威力跟飛機(jī)的速度和鳥的重量有關(guān).一只0.45 kg的鳥,撞在以80 km/h速度飛行的飛機(jī)上,可以產(chǎn)生1500 N的力;還是這只鳥,要是撞在以960 km/h速度飛行的飛機(jī)上,那就要產(chǎn)生215600 N的力!這樣大的力量集中打在飛機(jī)上,怎么會不發(fā)生危險呢?
為了防止鳥的撞擊,科學(xué)家們正在研究各種方法,而在研究過程中,常常要做“鳥撞實(shí)驗(yàn)”.這鳥撞實(shí)驗(yàn)可不是開著飛機(jī)去找鳥兒撞,而是把樣品飛機(jī)停在實(shí)驗(yàn)場,用一種”空氣炮”把裹著布的鳥(通常用雞來代替)快速地向停著不動的樣品飛機(jī)射去.
運(yùn)動的相對性,使鳥成為“炮彈”,反過來也可以使高速飛行的子彈頭變得毫無威力.第一次世界大戰(zhàn)時期,一位法國飛行員在一次飛行中,看到飛機(jī)駕駛艙旁邊漂浮著一個東西,用手抓來一看竟是一顆飛來的子彈頭!這是敵人從后邊射來的.由于飛機(jī)和子彈頭順著同一方向飛行,當(dāng)它到達(dá)飛機(jī)跟前的時候,速度正好又差不多,因此.它們幾乎是相對靜止的.
運(yùn)動場上舉行接力賽跑的時候,兩個奔跑的運(yùn)動員也是應(yīng)用相對靜止的原理交接接力棒的.利用類似的道理.還可以給高速飛行的飛機(jī)在空中加油.一架注油機(jī)和一架轟炸機(jī)邊飛行邊靠攏,最后相對速度等于零,于是注油飛機(jī)便伸出了一支油管和轟炸機(jī)連接在一起給轟炸機(jī)灌油了.
人造地球衛(wèi)星要在天上不落下來,就要一刻不停地繞著地球轉(zhuǎn)動.有一種“通信衛(wèi)星”,它總是呆在某個地方的上空一動也不動,這是怎么回事呢?原來,這種衛(wèi)星在地球上空自西向東運(yùn)行,跟地球自轉(zhuǎn)的方向相同,而且它環(huán)繞地球一周所需要的時間,剛好和地球自轉(zhuǎn)一周的時司相同,所以從地面上看去,這顆衛(wèi)星就好像停在地球某一點(diǎn)的上空靜止不動了.這種衛(wèi)星就叫“同步衛(wèi)星”.同步衛(wèi)星在通訊、電視轉(zhuǎn)播、太陽能利用、導(dǎo)航等方面有著廣泛的用途.
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