很無聊的物理問題,希望一樣無聊的人來回答

時間 2022-06-27 17:00:15

1樓:匿名使用者

再高也不會被甩出去,因為珠峰相對地球是靜止的,那麼珠峰頂端的物體相對地球也是靜止的,第一宇宙速度是以地面為參照物的

再高也不會被甩出去,因為珠峰相對地球是靜止的,那麼珠峰頂端的物體相對地球也是靜止的,第一宇宙速度是以地面為參照物的

樓上所說的同步衛星因為不滿足樓主所說的「被甩出去」也就是從地球逃逸出去,不跟著地球轉了,地球對他的引力可以忽略不計了。所以樓上的不成立。

我來幫您仔細分析一下,那個放在山頂物體的受力和運動情況.

物體所收的力:支援力,重力

也許會想物體受到一個向地球轉動方向的摩擦力,來讓物體跟著地球轉(就像你手放在一個轉動的籃球上一樣,籃球會給你一個它轉動方向的力,來讓你手跟著他轉).其實這個摩擦力是不存在的,討論這個摩擦力存不存在,那麼先要來看看摩擦力的定義:2個物體之間具有相對運動或者具有相對運動的趨勢.

在這個題目裡面,物體因為一直在地球上,所以他肯定具有地球轉動方向的速度的慣性,並且物體慣性運動的速度方向等於地球那點的切線方向,於是物體跟地球是相對靜止的,沒有相互運動的趨勢.

那您肯定會問,是什麼力讓物體慣性速度的方向一直在改變呢,也就是為什麼物體會跟著地球作同步的轉動呢?我們知道如果物體外力合力為0,那麼物體要麼保持靜止要麼勻速直線運動.沒錯,我上一個段落分析的物體和外力就是零,但是如果把問題細節化就會發現一個有意思的原理:

想象物體從珠穆朗瑪峰上空下落,物體一碰到山頂,山頂給他一個相等於重力的反作用力(支援力)(假設不彈起的話)物體和外力立刻變成零,那麼物體便開始做勻速水平直線運動(不跟著地球繞圈子了),可是地球是圓的,當他一不跟著地球轉,做那點的切線方向的直線運動的時候,他會立刻脫離地面(很小的間隙),他一脫離地面,地面給他的支援力就沒有了,於是他的合力就不是0了,而是向下,與他速度方向垂直,而這個方向的力只改變物體的運動方向而不改變大小,使得物體運動方向時刻跟著他腳下那點的切線方向變換. 實際情況,因為地球很大,物體腳下那塊土地肯定看成是水平面,所以當物體所受地面給他的支援力抵消了他的重力而使他合力=0的時候,物體要保持勻速直線運動的時候,地面會給他一個摩擦力,所以物體飛不起來.這個摩擦力理論上是存在的,但是實在實在是太小,因為物體相對於地球太小了.

力分析完了,結果就是,物體會一直跟著地球做對地速度為零的球形運動.

當珠穆朗瑪峰一直升高的時候,峰頂的地球重力加速度g會越來越小,(也就是說你需要越來越小的!對地!速度就可以逃逸出地球了),地球對物體的引力越來越小,但是永遠不會變成0,於是我上面的力學分析永遠成立,只不過重力和支援力會越來越小。

於是物體會一直被吸在地球上。不會出現被甩出去的可能。

當然也許有人會想,隨著高度的增加,物體的線速度會越來越大,當他的線速度大於第一宇宙速度的時候,就會被甩出去了。其實這裡面的線速度越來越大是相對於那些不跟著地球轉動的觀察著的,一個人站在月球上,觀察,峰頂的物體的線速度是在增大的,但是地球上的觀察著卻沒這麼認為,因為他們也是跟著轉的,並且它們與物體的轉動的角速度一樣。

所以這種想法不成立,逃逸速度必須是對地速度。

在討論一個實際情況,隨著珠峰的升高,地球的質心會越來越偏向於珠峰,那麼峰頂的重力加速度也就不能簡單的萬有引力公式來算了。

當珠峰長太高的時候,假設地球質心跑到珠峰的下半山腰**去了,,那就好完了~呵呵,那地球的轉動就繞著那一點自轉了。

還有什麼問題的話,樓主繼續補充吧,我會盡我最大努力幫您回答的

2樓:瞎想不是錯

摟主,怎麼我修改一下答案帖子就跑到下面去了,呃

wawangchong 那段是之前他抄襲我的,請摟主明鑑阿~~~冤枉阿~~我哭

回答補充的問題:

明白摟主所說的偏心的問題,偏心實際上就是不在赤道上的物體受到地球的引力不是豎直向下的而是有一定角度向下偏向赤道方向的.但是這隻影響到,地球對那個物體的力不僅僅改變了他的方向,同時也改變了他的運動速度,但是,那個運動速度的方向依然始終是偏下的,並且趨使物體往赤道方向運動,只不過有一點側傾斜(不能畫圖,估計不是很好理解,抱歉阿).所以物題始終不能因為重力而得到一個合力方向偏向太空的力,從而逃逸出地球.

當然如果真的那麼鑽牛角尖的話,物體趨向赤道方向運動的時候,會受到地面一個摩擦力,那就看物體與封頂地面的摩擦係數是多少了,還有那個高度下的重力加速度也有關係。假設真的有那麼一個臨界值使得物體可以在峰頂向赤道方向滑動,那麼物體想當滑動到赤道的時候,對地速度增加到第一宇宙速度,必須需要極小的質量,根據公式a=f/m知道~才能獲得極大的加速度,以至於物體在從珠峰到赤道那段距離從速度=0變成第一宇宙速度。

謝謝:)有什麼問題再補充吧

另外,希望摟住能同意我在這裡再次強調:物體的速度必要時對地速度超過或等於第一宇宙速度才能離開地球,一定要使對地速度.

再高也不會被甩出去,因為珠峰相對地球是靜止的,那麼珠峰頂端的物體相對地球也是靜止的,第一宇宙速度是以地面為參照物的

樓上所說的同步衛星因為不滿足樓主所說的「被甩出去」也就是從地球逃逸出去,不跟著地球轉了,地球對他的引力可以忽略不計了。所以樓上的不成立。

我來幫您仔細分析一下,那個放在山頂物體的受力和運動情況.

物體所收的力:支援力,重力

也許會想物體受到一個向地球轉動方向的摩擦力,來讓物體跟著地球轉(就像你手放在一個轉動的籃球上一樣,籃球會給你一個它轉動方向的力,來讓你手跟著他轉).其實這個摩擦力是不存在的,討論這個摩擦力存不存在,那麼先要來看看摩擦力的定義:2個物體之間具有相對運動或者具有相對運動的趨勢.

在這個題目裡面,物體因為一直在地球上,所以他肯定具有地球轉動方向的速度的慣性,並且物體慣性運動的速度方向等於地球那點的切線方向,於是物體跟地球是相對靜止的,沒有相互運動的趨勢.

那您肯定會問,是什麼力讓物體慣性速度的方向一直在改變呢,也就是為什麼物體會跟著地球作同步的轉動呢?我們知道如果物體外力合力為0,那麼物體要麼保持靜止要麼勻速直線運動.沒錯,我上一個段落分析的物體和外力就是零,但是如果把問題細節化就會發現一個有意思的原理:

想象物體從珠穆朗瑪峰上空下落,物體一碰到山頂,山頂給他一個相等於重力的反作用力(支援力)(假設不彈起的話)物體和外力立刻變成零,那麼物體便開始做勻速水平直線運動(不跟著地球繞圈子了),可是地球是圓的,當他一不跟著地球轉,做那點的切線方向的直線運動的時候,他會立刻脫離地面(很小的間隙),他一脫離地面,地面給他的支援力就沒有了,於是他的合力就不是0了,而是向下,與他速度方向垂直,而這個方向的力只改變物體的運動方向而不改變大小,使得物體運動方向時刻跟著他腳下那點的切線方向變換. 實際情況,因為地球很大,物體腳下那塊土地肯定看成是水平面,所以當物體所受地面給他的支援力抵消了他的重力而使他合力=0的時候,物體要保持勻速直線運動的時候,地面會給他一個摩擦力,所以物體飛不起來.這個摩擦力理論上是存在的,但是實在實在是太小,因為物體相對於地球太小了.

力分析完了,結果就是,物體會一直跟著地球做對地速度為零的球形運動.

當珠穆朗瑪峰一直升高的時候,峰頂的地球重力加速度g會越來越小,(也就是說你需要越來越小的!對地!速度就可以逃逸出地球了),地球對物體的引力越來越小,但是永遠不會變成0,於是我上面的力學分析永遠成立,只不過重力和支援力會越來越小。

於是物體會一直被吸在地球上。不會出現被甩出去的可能。

當然也許有人會想,隨著高度的增加,物體的線速度會越來越大,當他的線速度大於第一宇宙速度的時候,就會被甩出去了。其實這裡面的線速度越來越大是相對於那些不跟著地球轉動的觀察著的,一個人站在月球上,觀察,峰頂的物體的線速度是在增大的,但是地球上的觀察著卻沒這麼認為,因為他們也是跟著轉的,並且它們與物體的轉動的角速度一樣。

所以這種想法不成立,逃逸速度必須是對地速度。

在討論一個實際情況,隨著珠峰的升高,地球的質心會越來越偏向於珠峰,那麼峰頂的重力加速度也就不能簡單的萬有引力公式來算了。

當珠峰長太高的時候,假設地球質心跑到珠峰的下半山腰**去了,,那就好完了~呵呵,那地球的轉動就繞著那一點自轉了。

還有什麼問題的話,樓主繼續補充吧,我會盡我最大努力幫您回答的。

謝謝~希望能令樓主滿意並且笑納

(別嫌棄我的長篇大論哦:)

3樓:

忽略珠峰質量不計(相對於地球),由於物體在珠峰上,珠峰位於北緯約28度,物體受到的實際重力加速度是萬有引力加速度減去向心加速度的向量差。在地球自轉的情況下,物體受到的實際重力加速度始終不指向地球中心(除非質點位於赤道或自轉軸的端點)。可以說,在向心加速度對於萬有引力加速度可觀的情況下,地球表面上的物體都有被甩到赤道的趨勢,實際上由於向心加速度對於萬有引力加速度微乎其微(平均前者只有後者的千分之幾),所以我們是察覺不到的。

言歸正傳,對於本題而言,答案不唯一,因為珠峰頂端的摩擦係數我們無從得知。但是即使摩擦係數無窮大,當實際重力加速度方向偏出水平線外,物體一定被甩出,因為物體沿豎直方向受力朝外。

rω^2*cos28=(gm/r^2)/cos28 (此時實際重力加速度方向為水平方向)

g=6.672^-11n*m^2*kg^-2 m=5.98^24kg 地球半徑約取6400千米

答案海拔高約42311171.22米為臨界值。

4樓:匿名使用者

肯定時會被甩出去的,我來算一下哈

答案是4.26*e8(m) 是臨界值,在高點就被甩了這個是到地心的距離,還要減去6378.5km答案是。。。

3.62*e7(m)

給分吧!其中g=10,r=6378.5km才看到上面有好多奇怪的答案。。。

我要申明一下,不討論被冰凍住啊,沒有大氣啊等等亂七八糟的情況,光是理論計算,,,給分噢嘿嘿

不在赤道上。。。

我不算老。。還要測珠峰到赤道的距離,一會太高了,月亮還要吸引他呢。。

50分表老

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