在一個足夠小的星球上行走,我們是在上坡還是下坡?
01-02
假設存在足夠小的能讓人察覺到表面是球面的星球,現在我在此星球表面上行走,那麼我在上坡還是在下坡?
(條件可能假設的不完滿···)
好吧,準確一點。重力勢能升高才叫上坡。重力勢能降低才叫下坡。辣莫,提問的同學,你在辣個星球表面行走,勢能是上升了還是下降了?
給個學術點的答案
視你與地表面接觸的一瞬間,切點處的法線與重力這條線的角度而定。
如圖b是星球M的質心,
左邊箭頭是人的地表接觸切點(a)法線方向,右邊箭頭是重力方向,因為夾角的存在,人往順時針方向走是上坡,反之為下坡。有一種社區健身器材,大概在你說的星球上走起來就是這個意思。
我覺得不在乎於星球的大小,無論你是否能察覺,你所站立的位置都是這個球體上的一點。那麼無論你向那個方向前進,你都是從這個球面上的一點移動到另外一點,這兩點與球心的距離是不變的,所以你既沒有上坡也沒有下坡。
你感覺累就是上坡,感覺輕鬆就是下坡。
如果考慮行星自轉的話,問題會比較有意思。好吧首先讓我們來做一些假設。
能讓人察覺到表面是球面
則我們假定該小行星的半徑為10m的標準球體
現在我在此星球表面上行走
「能讓人正常」,首先得讓人呼吸,那就給大氣吧!
「能讓人正常行走」那不妨讓重力加速度為g=9.8m/s^2為了讓自轉感覺比較明顯,要不赤道處線速度就2m/s吧方向自西向東(不要問我北極和南極是怎麼定義的。。)
題主體重:70kg
則可計算得初始條件:- 小行星平均密度ρ = 3.5e9 kg/m^3 (數據顯得不太合理,天體帝勿噴)
- 小行星質量 M = 1.5e13 kg
- 小行星自轉角速度 ω = 0.2 rad/s
- 赤道處重力加速度 g2 = 9.4m/s^2
為了更加形象,找來一張圖。
北京奧運會開幕式這個球的直徑是18米。那麼我們大致可以想像站在上面的感覺。
場景一: 題主站在北極
(有大氣是否一定有白天黑夜?小隕石是否繞著恆星跑?自轉轉軸是和公轉平面垂直在這種半徑下會極晝極夜么?)太多東西需要假設,水平有限,希望牛X的童鞋可以補充下。場景二:題主在北極,想要往東走。
但是題主發現哪邊都是南,然後失敗了。既然失敗了,那就做點有意義的事吧,題主掏出地球上帶來的電子稱,70kg,怎麼最近減肥效果一點都木有?心有不甘又掏出了天平,蹲在上面,還是70kg。場景三:題主在北極,要往南走。
但是題主為了直直地朝南走,所以準備先弄個參照物。於是題主撿起了一塊石頭,往「前」一丟啪,石頭落在了題主的右前方。看來和地球上有點不一樣呢!於是機智的題主找了根細長的竹子(可能也是地球上帶來的),一端放在最南極點,一端戳出去。
然後題主準備沿著竹子走。第一腳邁出去,哎喲不對,差點摔倒。感覺要往右邊滑。。
題主感覺自己就像是行走在一個左高右低的坡上。他往左前方走了幾步,感覺很費力,往右前方走了幾步,感覺很輕鬆。但是和地球上的「坡」不太一樣,在題主現在的位置,無論往哪個方向走,都有有個相同的感覺:我想往右滑,右滑右滑,像魔鬼的步伐。。不過題主還是準備先「一路向南」。
走著走著,有兩個感覺:1.感覺這個右滑的趨勢越來越不明顯了。如同左高右低的「坡度」越來越小,在赤道上已經完全感覺不到了。
而到南半球的時候「坡」似乎變成了右高左低。2.仔細感受下,感覺自己如同趟進水裡,好像自己有點輕了呢。掏出天平:70kg。
換電子稱:67.1kg。場景四:跑步
題主拿更多的竹子鋪出了一條經度方向的跑道,準備沿著跑跑看。雖然剛跑的時候不習慣,摔倒了很多次,但是題主仍然堅持不懈的練習。熟練之後發現,當跑的速度增大後,明顯感覺到自己飄起來了。拿筆一算:這個星球的逃逸速度是19.8m/s。考慮到自己重心離地1m+,赤道上2m/s的速度還能占點便宜,
於是題主決定去赤道上試試看能不能飛起來。果然,題主沿著赤道自西向東跑,當速度達到9m/s時,慢慢的感覺自己飄起來了。
最後用力一蹬,咻,飛起來了。不過可能稍微用力過大了有點。題主所在的高度竟然踩不到地面。而人又在不停得空翻著。經過各種嘗試:吹起,吐痰,打噴嚏,丟衣服,甚至放屁。最終在大氣的幫助下,也總算是落地了。後來題主學聰明了,每當想飛起來玩時,一定要記得帶一條竹竿。
飛起來自轉嚴重時,先舒展四肢,把竹竿也伸出去,讓自己穩下來。然後拿竹竿在地面上使勁刮,速度下來了,人也就落地了。
雖然有時姿勢會有點難看。======================分割線========================水平有限,難免疏漏,各位看官輕噴,有錯歡迎指出。你會感覺你永遠在球上,球在你腳下轉
你在踢球。
我感覺吧,不管這個星球多小,只要它是個球體,你站在上邊都是跟它相切,所以哪有上坡和下坡?要不,你去問問馬戲團踩球的人?
我覺得如果有地心引力的話你會覺得是在走平地。。。但是沒有地心引力的話你也壓根兒沒法走。。。你會飄起來的。。。我們在地球上會產生上下坡這種概念也是因為有地心引力的緣故
親,萬有引力是長程力,那麼小的星球對人沒有重力,此題假設不合理
既然足夠小,那就不要管上坡還是下坡了。抱住它,一起自轉~
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