正面教材分享 http://blog.sciencenet.cn/u/wdlang 70%的以色列人是无神论者,不过他们都相信上帝给了他们那块土地。这个世界经不起思考

博文

两个铁球同时落地

已有 8733 次阅读 2018-10-19 07:54 |个人分类:物理学史|系统分类:教学心得

小学语文课本上有两篇极具启发性的文章,一个是伽利略的两个铁球同时落地,一个是曹冲称象。

通过转换视角,伽利略无可辩驳地指出通常更重的物体落得更快的观念肯定是错的。

把一个重的物体跟一个轻的物体绑在一起。一方面我们可以把这个系统看成两个物体之和,所以在这个系统下落时,轻的会连累重的,让它落得更慢(the more rapid one will be partly retarded by the slower)。另一方面我们可以把这个系统看成单个物体,一个更重的物体(but the two stones when tied together make a stone larger than which before moved with a speed of eight),这样这个系统会落得比原来重的物体更快。矛盾。所以唯一的可能是物体下落速度与其重量无关。

按照小学课文,伽利略在比萨的斜塔上当众演示了两个铁球同时落地。

近来,这个故事的真实性受到了怀疑。

不过,1971年阿波罗登月计划中,美国宇航员scott在月球上做了实验,一个锤子和一片羽毛同时落地。视频在这里

https://www.youtube.com/watch?v=KDp1tiUsZw8  

在月球上做这个实验,相比在地球上做类似实验,有个额外的好处。长期以来,因为地球表面重力加速度太大,人们凭肉眼无法看出物体下落时是在作加速运动还是作匀速运动。古希腊的亚里士多德以为是匀速运动。伽利略则论证,应该是加速运动。他在他的两门新科学里是这样论证的。让一块砖头落到一个比较柔软的地面,砖头会砸出一个坑。砖头下落的高度越大,坑越深。如果砖头下落是匀速运动,也就是瞬间获得一个固定速度,那么这个坑的深度应该与高度无关。

在月球上,重力加速度是在地球上的1/6,凭肉眼就能看出物体下落时是加速运动了。

两个铁球同时落地,这个效应在军事上有个重要应用。美国人为了防备前苏联,俄罗斯,中国等对其发动洲际弹道导弹打击,投入巨大人力物力财力开发了反导系统。这个系统在一开始就遭到很多科学家的反对,理由是因为敌方才采取的反制措施太多,完全拦截来自敌方的洲际弹道导弹几乎是不可能完成的任务。比如,中国人可以利用物体的自由落体运动与其质量无关这个事实,轻易地挑战美国反导系统的能力。办法很简单,在将弹头抛到大气层外后,也就是当弹头进入自由落体运动阶段(这个阶段时间和空间上都占主导)后,释放若干外形跟真弹头一样的假弹头,这些假弹头其实就是充气的气球,质量很小,但是因为自由落体运动与质量无关,其运动轨迹运动速度跟真弹头一样,另外其外形和表面材质又跟真弹头无异,美国人无法通过雷达或者其他办法分辨其真假。但是美国人又不得不将这些真假弹头都拦截。这样中国人打一个导弹,就可以消耗美国人十个导弹。或者中国人可以打一个专带假弹头的导弹(这样弹头质量低,对火箭的要求低),消耗美国人十个必须带真弹头的导弹。美国人划不来!

当然,这些假弹头一旦返回大气层就会露馅,但是美国人可不敢等到那时候才开始拦截。以每秒8公里运动的弹头穿过大气层落地纽约上空只是几十秒的事,美国人有多大把握在这几十秒内完成拦截?

或者可以考虑在中国人的火箭还没有出大气层的时候就把它打下来?很遗憾,对朝鲜这种小国这也许是个策略,但是中国幅员辽阔,如果在武汉这种内地发射,美国人部署在日本的导弹还没进到中国领土,中国人的弹头就已经进入太空了。

注1:过去在中国极端穷苦的时候,时常听到的一句话是,中国人太多了。穷是因为人多?那就国家分裂,各省自治?福建独立的话只有3000万人,然后就有钱了?中国人多所以中国人穷,那地球人更多呢,是不是肯定就更穷?



https://wap.sciencenet.cn/blog-100379-1141644.html

上一篇:计算方法---牛顿法
下一篇:再论世贸大厦的坍塌
收藏 IP: 45.33.118.*| 热度|

2 尤明庆 chenhuansheng

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (3 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-29 18:13

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部