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如果时钟的秒针特别长,只要转1秒,末端是不是超光速了?

时间:2020-06-24 10:09:31 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

一般来说,想要超越光速并揭开爱因斯坦灵柩板的问题总是会让人失望。当然,这只特殊的秒针是一样的。

在我们的生活中,我们看到时钟的秒针一次旋转一秒,但是我们没有发现在终点和原点之间有任何延迟。我们认为这两点是同步的。

当你还是个孩子的时候,当你父亲用棍子打你的时候,当你看到你父亲举起他的手的时候,你可以立刻感觉到你屁股上的灼痛,这表明当你父亲挥动棍子的时候,棍子的末端似乎没有延迟。

通过在生活中的仔细观察和个人经历,我们可以很容易地得出结论,只要半径足够长,即使它以一个小角度旋转,终点也会超过光速。

这在理论上是正确的,因为线速度等于角速度乘以半径,但是这样的事情在真实的宇宙中不会发生。它只能存在于我们的思想实验中。

因为在现实世界中,没有绝对的刚体,也就是说,没有任何材料不会变形。

我们之所以看不到你父亲手里的第二只手和木棒的变形和延迟,是因为与它们的材料硬度相比,它们太短了,而且我们的感官无法分辨它们在受压时是否变形,所以它们可以被忽略。

我们知道,现实世界中的任何物质都是由原子组成的,原子受到压力后会弹性变形,并以变形的方式向外传递力。

打开一些闪信,看看高清晰的大图。

其次,它是一个由原子堆积起来的长物体。当中心部分的力旋转时,中心部分的原子将首先感受到力并变形,然后迅速将力传递到末端。

关键问题是这种力传递的速度有多快。事实上,这种力的传播速度等于这种材料中声音的传播速度,也就是这种材料中的声速。

因此,即使我们有一只特别长的秒针,当中心点(不考虑能量)开始旋转时,这个力会以音速向外传播,这与光速相比根本不值一提。

最终的结果是特殊的秒针被一点一点地驱动,最终形成一条螺旋线。整个秒针会收缩回来,不会超过光速。

为什么这种变形(力)以音速传播?如果我们用手指推一根长棒,首先要推的是这一排原子的起点。受到电磁力后,这一行原子将向前移动,占据下一行原子的空空间。这时,材料会变形。

虽然电磁力(光速)作用在第一排原子和第二排原子之间,但第二排原子并不以光速前进,而是以机械波(纵波)的形式前进。这个运动的速度就是声速。

例如,在这里,如果你在排队买奶茶,而你在最后不耐烦了,你就使劲推前面的人。虽然这个力也是由电磁力施加的,但是前方的人不会被你以光速推出去。

相反,它会以非常低的速度向前移动,并撞到下一个人...直到第一排。这类似于推动第一行的原子。

事实上,声音是由物质的振动产生的,它以纵波(变形)的形式在物质中传播,这实际上与你推动或敲击一个物体时的情况相同。所以它们的传输速度是一样的。

这将解决另一个问题,也是我们经常问的问题。拿一根长杆,把它放在地球和月亮之间。如果我们在地球上推一些长杆,我们能在月球上立即感觉到吗?

同样,它不会。如果杆是铝制的,这个力的传输速度只有5000米/秒,远远低于光速。

一些学生会问,如果它是一个刚体呢?事实上,它不会超过光速,但至多是光速,因为即使原子不运动,物质不变,原子间的转移力也会以光速进行,并且不会出现超过光速的现象。

然而,我们需要知道刚体只是我们在处理物理问题时提出的一个假设,以避免不必要的麻烦或有利于计算。

它在现实中没有实际意义。毕竟,我们的大脑可以假设任何事情,它不会对物理世界产生任何影响。

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