「假設」在一列火車內,火車加速度非常大,車廂封閉,人在車內跳起後會落在原點嗎?怎麼證明這題呢

2022-08-12 09:21:35 字數 3058 閱讀 2674

1樓:

這是基本的相對運動問題,但卻並不簡單。就是因為那個加速度——而且從理論上講,加速度的大小並不重要,即使加速度很小,但只要有,那就和沒有不同了。有沒有加速度, 本質就是慣性系和非慣性系的區別。

(1)若沒有加速度,即是慣性系,那相對運動計算很簡單,直接用牛頓運動定律即可。比如你的例子,如果沒有加速度,那麼:

從火車上看,人在車廂內自由活動,與在地面上並無區別,跳起後自然能落回原點。人感覺不到火車在走,人自己在水平方向上也沒有動,只是上下動了一下。

從地面上看也一樣:火車在走,人跟著火車以相同的速度在走,人跳起來,有了向上的位移和速度,但水平方向上仍然保持原有的、和火車相同的速度——因為慣性。等人落下後,火車也移動到了相同的位置,也就是還是落在了「原點」。

從地面看來,人的運動軌跡其實是一條拋物線段,而火車的運動軌跡是一條直線段,兩兩合成,人相對於火車在水平方向上還是沒有動。

(2)若是有加速度,也就是你的這個問題,那火車就是一個非慣性系了。若還以火車為參照系,那就不能直接使用牛頓運動定律了。

先不說理論,單從經驗來看:如果火車加速(或減速)運動,車上的人能沒有感覺嗎?還能在火車上行動自如、和在地面上一樣嗎?

人必然會感覺到地板或座位給的(水平方向上的)力,不扶著恐怕都站不穩。所以,結果也就很可能不同了。

火車是非慣性系,不能直接使用牛頓運動定律;但地面還是慣性系,我們就從地面上觀察:火車以加速度a向前運動,人跳起來。豎直方向不用說,水平方向上,人在空中會因為慣性以一個速度向前運動:

也就是起跳時火車的速度(假設為u)。人跳離地板後,也就無法再受到火車給的力,水平速度不會再改變(空氣影響可以忽略)。所以,從地面來看,人的運動軌跡還是一條拋物線。

再來看火車:人跳離後,火車還是加速運動,所以後面火車的水平速度就大於人的水平速度了(若人在空中的時間為t,那麼等人落回地板後,火車的速度已經變成了:v=u+at)。

整個過程,人的水平速度不變,而火車的速度在變大,所以走過的距離肯定不一樣。與上面(1)對比:火車的軌跡雖然還是一條直線段,但其長度已經比人對應的那條拋物線段的水平跨度要大一些了。

所以當人落回後,就無法再踩到原來(在火車上)的位置了。

當然,以上推理是基於牛頓經典力學理論的。若按相對論,那演算法略有不同,但結果一樣。對於你的這個問題,相對論和牛頓理論誤差極小,完全可以忽略,沒有質的區別。

2樓:匿名使用者

選擇的參照物不同,不一定會落到原點,證明,以大地為參照物,你與火車同向同速,在你跳起到落下有一個時間,在這個時間內,火車向某個方向執行了x距離,但是你也在這個方向上走了x距離,相對於大地為參照物,你不會落回原點,如果以火車為參照物,你會落回原點。

3樓:長歌國研社

區別一下,到底是速度非常大還是加速度非常大,如果速度非常大,因為跳起來的人在行駛方向的速度和火車是一致的,所以會落到原點,如果是加速度非常大,那麼火車一定有一個力在推動,當人跳起來是這個力不再施加給人,所以人在行駛方向的速度與起跳時的速度一致,而火車在加速度前進,實際速度是初始速度+加速度乘時間,所以人在車內起跳不會落在原點

4樓:廣州譚崢嶸

火車內與外界是兩個空間,不管火車跑得多快,車內的空間也是靜止的,人在車內跳起後只會落在原點,就好像車內的蒼蠅一樣,它並沒有象火車那樣高速飛行,但還是能在高速火車內自由自在的玩耍

5樓:匿名使用者

因為人在車廂內的移動速度與車廂相同 所以起跳以後是與車廂以相同速度在前進

6樓:秋缸

這都是從小學習不好的提出的問題

小學一年級數學**車

7樓:練惠琴

其實**車就相當於接龍一樣,例如:老師出一些口算題讓學生接龍式的回答誰先想出答案就輪到誰先回答,一個學生回答一道題。

8樓:匿名使用者

可以告訴我具體題目嗎?

9樓:一顚梔子花

題目呢 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊

數學火車問題!求解

10樓:明思珈藍

第一步(追及):小車追上火車2

兩者速度差為10公里,小車追上火車2所需時間為2小時。20除以(30-20)

第二步(相遇):小車追上火車2後返回

這時,兩小時過去了,火車1的位置在30公里處。而小車的位置在60公里處,兩者之間距離30公里。

他們的相遇時間為30除以(30+15),由於不是整數,權定為x小時。

第三步(追及):小車追火車2

這時,小車的位置在(30公里+火車1的速度乘以x)處,火車2的位置在60+60x處

可以算出小車與火車2之間的距離。

以此類推下去,不知道你明白了沒有。這種題的關鍵,是清楚地知道三者各自的位置(三者都是在不停地移動中)。

11樓:

題目就這些就完了?結果寫不出,不知道還有神馬重要

數學(火車與鳥的問題)

12樓:小王子抓抓

如果不算鳥轉向造成的短暫停留的時間的話,理論上來說是無限次

小學二年級數學**車

13樓:尋找堇色木棉

由於各省市採用的教材版本不同,出版社不同,所以不能提供您要的準確資訊。

請根據出版社和版本資訊,前往書店或者正規的**查詢。

或者請您上傳題目,以方便網友解答!

希望可以幫到你。

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14樓:錯晚竹戰女

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過橋速度=(橋長+車長)/過橋時間

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