购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

物体重量跟运动方向有关系吗

两列完全相同的火车,以相同的速度相向而行。其中一列火车由东向西行驶,另一列由西向东行驶。试问:哪一列火车更重一些?如图12所示。

答案就是,由东向西行驶的列车更重一些。或者说,这列火车对铁轨的压力更大一些。原因是,它行驶的方向与地球自转的方向相反。火车行驶的时候,受离心力的影响,这列火车围绕地球自转轴运动的速度略小,所以它减少的质量也相对小一些。

如果给出一些条件,我们还能计算出确切的差值。假如这两列火车的时速为72千米,它们在纬线圈60°上行驶。依据天文学知识,我们可以知道,这个纬度上的各个地方都是以230米/秒的速度围绕地球的自转轴运动。所以,跟地球自转方向相同的那列由西向东行驶的列车,它的旋转速度是(230+20)米/秒,也就是250米/秒;而另一列火车的旋转速度则是210米/秒。

图12 两列相向而行

纬度60°的纬线圈,其半径为3200千米。所以,前一列火车的向心力加速度就是:

由于向心力加速度的方向和重力方向的夹角为60°,所以叠加到重力上的部分就是:

0.6 厘米/秒 2 ×cos 60°=0.3厘米/秒 2

跟重力加速度相除,就是0.3/980,即0.0003。

综上所述,跟由东向西行驶的列车相比,由西向东行驶的列车的质量减轻了0.0003。如果一列这样的火车,由1个火车头和45节车厢组成,它的质量约为3500吨,此时,它们的质量差为:3500吨×0.0003=1.05吨=1050千克

如果是排水量为2000吨、速度为35千米/小时的大轮船,这个质量差大概是3吨。两艘这样的大轮船分别由西向东和由东向西以这样的速度行驶时,如果沿着纬度60°的地方行进,那么,向西行驶的轮船比向东行驶的轮船重3吨左右,这一点从吃水线上就能清晰地看出来。 t0b6V660iM6OlTUYCNQekLBJ9dPXZ3IkB/MJFLu5b3TVjmClUsLUyDdMnSvOQyeC

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×