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背负大石为何可以更快,物理解释

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    看到许多朋友对21章中背负千斤重石为何可以更快不解,甚至嘲笑宅猪的物理常识,宅猪感觉有必要解释一下。

    伽利略斜塔试验很多人都知道,一大一小两个铁球同时从斜塔上坠落,同时落地,有人说是小学课本里的,不过小学课本里没有说到初中的知识,那就是风阻和空气浮力。

    空气浮力很小,但对较大物体也有影响,除此之外对重力加速度速度最大影响的就是空气阻力,风阻。

    一个人从高空坠落,遇到风阻会抵消加速度,让坠落速度达到定值,这个定值是25米到50米每秒,无法超过这个速度。

    而石头的密度七倍于人体,势能更大,风阻的作用更小,因此速度可以快一些。

    那么,伽利略斜塔试验是否正确呢,一大一小两个铁球同样高度坠落谁的速度更快呢?

    我们用初中物理来计算一下。

    两颗圆石头一大一小,空气阻力Fw=1/16·A·Cw·v^2设CW=1,A1=1,A2=r^2,质量m1=1,m=r^3.r>1则空气阻力FW1=1/16*V1^2FW2=1/16*V2^2*r^2

    重力:G1=g,G2=r^3*g

    1、若相同的速度,则加速度a1=(g-1/16*v^2),a2=(r^3*g-1/16*v^2*r^2)/r^3=(g-1/16*v^2*1/r)>a1a2>a1,大石头加速度快。

    2、当极限速度达到时,速度不增加。则1/16*v1^2=g,1/16*v2^2*r^2=r^3*g,1/16*v2^2=r*g,V2>V1,大铁球匀速运动的末速度大。所以大铁球先落地。

    3、在计算空气浮力的情况下更难计算,不过有个简单的方法可以试验一下,水中。水也有浮力,取一个铁球和一块肉,落水,看谁先落地。显然铁球先落地。

    还可以用一个类似的试验,就是一只蚂蚁,和一只趴在石头上的蚂蚁同时从空中,相同的高度坠落,哪个先落地?

    对此还有疑问的,去翻翻初中物理,多计算一下,不要太想当然了。