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如果骑着一辆自行车走在一个没有尽头的下坡路上,最终速度会达到光速吗?
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发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
如果骑着一辆自行车走在一个没有尽头的下坡路上,最终速度会达到光速吗?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
不会。首先从经典物理角度来说,如果往下的速度越来越大,阻力(包括风阻等)也会越来越大。当阻力与重力沿下坡方向的分力相等时,加速度为0,此即为最大速度,不再加速。
其次,即便速度一直增加下去,当速度接近光速时,根据相对论,其质量也会变得无穷大。最终其速度增加不可能大道光速。不光是自行车下坡,所有物体的速度都不可能超过光速——如果相对论是真理的话。
回答于 2019-09-11 08:43:50
你要有假设才能成,一没有摩擦力,包括空气摩擦,滚动摩擦,平面摩擦,机械摩擦等,否则任何一项的发热都可以烧毁所有物质,如同太空船穿越大气层一样;其次,下坡足够平整顺直,否则任何一个小跳动在速度极高的情况下都会有极大扰动;再者,你还有足够时间空间陪着看自行车逐步加速还不脱离地球引力做无限延伸的直线运动…
回答于 2019-09-11 08:43:50
这是一个非常有趣的问题,因为现实中我们找不到一个没有尽头的下坡路,所以我们只能用爱因斯坦最喜欢的方式,做个思想实验。
我们知道一辆自行车在下坡路上会开始往下加速运动。从动力学的角度来看是因为重力沿下坡方向的分力大于坡面对自行车和风力对自行车的阻力的和,所以自行车开始会加速运动,速度越来越快。从能量的角度来看,是自行车的重力势能转化为自行车的动能,自行车和坡面摩擦产生的热和风阻产生的热。可是,随着自行车的速度越来越快,重力沿坡面的分力不变,摩擦力不变,可是风的阻力随着速度越大越来越大(我们开车的时候就会感觉到,速度越快,风吹到脸上的力量就越大),到某一个临界点的时候,沿坡面向下的力将和摩擦力与风阻的合力达到平衡,自行车将不会再处于加速状态,而已恒定速度运动。。。从能量的角度来说,就是物体的重力势能已经全部转化为热能,再也没有转化为动能的能量了。。。所以,在地球上,即使做一个思想实验,如果骑着一辆自行车走在一个没有尽头的下坡路上,最终速度也不会达到光速,只会达到某个平衡的速度。
那再进一步,假设坡面没有摩擦,甚至也没有风阻呢?根据爱因斯坦的相对论,自行车也无法达到光速。因为当自行车被加速接近光速时,速度越大,质量也会越大,这样再加速时所需的能量也越大。把一个有着静止质量的物体加速到光速需要的能量是无穷大,所以,不管这个下坡有多长,都无法把自行车加速到光速。
以上。
回答于 2019-09-11 08:43:50
答案是不会,凭借自行车和自身重力往下滑,速度虽然会越来越快,但考虑上风阻和车子的质量,它是无法达到光速的,就算垂直坠落也很难。
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