來(lái)源:百度文庫(kù) 2010-08-31 13:48:48
第四章萬(wàn)有引力 4.6在月球上打靶
蘇聯(lián)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基寫(xiě)過(guò)一篇中篇小說(shuō),叫做《在月球上》。從這篇小說(shuō)里摘下一些段落來(lái),可以幫助我們理解在重力作用下運(yùn)動(dòng)的條件。在地面上,大氣妨礙著物體在它里面運(yùn)動(dòng),因此本來(lái)很簡(jiǎn)單的物體墜落的定律,因?yàn)橛辛嗽S多附加條件而變得復(fù)雜起來(lái)。在月球上是基本沒(méi)有空氣的。因此,如果我們真的能夠到月球上去進(jìn)行科學(xué)研究,那它一定會(huì)是一個(gè)最好的研究物體墜落的實(shí)驗(yàn)室。
在摘錄小說(shuō)里的故事以前,讓我先介紹兩個(gè)在故事里交談著的人:他們都在月球上,正在研究槍里放出的子彈,在月球上是怎樣運(yùn)動(dòng)的。
“可是,火藥在這里能不能起作用呢?”
“爆炸物在真空里甚至比在空氣里威力更大,因?yàn)榭諝庵粫?huì)阻礙火藥爆炸開(kāi)來(lái);至于氧氣,那它是不必要的,因?yàn)榛鹚幈旧硭难跻呀?jīng)足夠了。”
“我們把槍口朝上放,以便子彈射出去以后可以在附近找到……”
一道火光,微弱的聲音①,地面微微有些震動(dòng)。
“槍塞到哪里去了?它應(yīng)當(dāng)就在這里附近。”
“槍塞是跟子彈一起飛出去的,它大概不會(huì)落在子彈的后面。因?yàn)樵诘厍蛏嫌写髿庾钃纤訌椧黄痫w走;而在這里,就是羽毛落下和飛向空中的速度,也和石頭一樣。你拿一片從枕頭里掏出來(lái)的羽毛,我拿一個(gè)小鐵球。你能夠象我用小鐵球一樣方便,用手里的羽毛擊中一個(gè)靶子,甚至是離得很遠(yuǎn)的靶子。在這種重力很小的情況下,我能夠把小球擲到400米遠(yuǎn);你也能夠把羽毛擲過(guò)同樣的距離;固然你擲的東西是不會(huì)打壞任何東西的,甚至在擲的時(shí)候,你也感覺(jué)不到你是在擲什么東西。我們兩個(gè)人力氣差得不多,讓我們用全力把手里的東西擲向同一個(gè)目標(biāo):就擲向那塊紅色花崗石吧……”
結(jié)果羽毛好象被強(qiáng)烈的旋風(fēng)刮著一樣,略微趕在鐵球的前面。
“可是這是怎么一回事呢?從開(kāi)槍到現(xiàn)在已經(jīng)有三分鐘了,子彈卻還沒(méi)有下來(lái)!”
“大概再等兩分鐘,它一定會(huì)回來(lái)的。”
果然,兩分鐘以后,我們覺(jué)得地面微微有些震動(dòng),同時(shí)在不遠(yuǎn)的地方,看到那個(gè)正在跳著的槍塞。
“這顆子彈飛出去的時(shí)間真長(zhǎng)!它能升得多高呢!”
“七十公里。因?yàn)檫@里的重力小,并且沒(méi)有空氣阻力,所以子彈能夠飛得這么高。”
現(xiàn)在讓我們來(lái)驗(yàn)算一下。如果子彈離槍口時(shí)候的速度是每秒500米(這相當(dāng)于新式槍的2/3)。那末,在地球上沒(méi)有空氣的情況下,這顆子彈的上升高度是:
也就是12.5公里。而在月球上,重力只有地球上的1/6,這里的g就只有10/6;因此,子彈在月球上能夠飛到的高度是
也就是12.5公里。而在月球上,重力只有地球上的1/6,這里的g就只有10/6;因此,子彈在月球上能夠飛到的高度是
12.5公里×6=75公里。
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