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关于光速.相对论一个杠杆,总长101厘米,在1厘米处设支点,我在动力臂(1厘米)的那段以百分之一的光速移动,那么101厘

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/05 19:10:00
关于光速.相对论
一个杠杆,总长101厘米,在1厘米处设支点,我在动力臂(1厘米)的那段以百分之一的光速移动,那么101厘米处就会以光速移动?
希望给我以详细原因和解释..给我介绍一下相对论吧(复制的不介意),希望有志之士探讨
实际的问题是,要把这根杆推到这么高的转速是实现不了的,所以先不说推论有没有问题,其前提就实现不了,推论也就成了空中楼阁.
再问: 可以告诉我为什么不可以吗?
再答: 首先,从能量的角度考虑。可算得杆的旋转动能为: Ek=∫(0→L)(m/L(1/√(1-((ωx)/c)²)c²-c²))dx=c²m(-1+(casin((Lω)/c))/(Lω)) 取一根较轻的杆m=1,L=1,c=300000000,当其角速度为,其转动动能为:Ek=5.13717×10^16J,1Kg煤的标准热量是5000大卡,可算得产生如此大能量,需要在无损失的情况下,燃烧2.4×10^6吨=2.4百万吨煤,显然,采用一个动力臂要做这么多功,是基本不可能的事。 另一方面,从材料强度方面考虑,随着杆的旋转速度增大,对根部轴的离心力也越来越大,可以计算轴受到的力为: F=∫(0→L)(m/L/√(1-(ωx)²/c²)×ω²x)dx=(cm(c-√(c²-L²ω²)))/L 同样取上面的杆,即顶点线速度为光速,可得轴受到的离心力为:F=9.*10^16N,以当前的大飞机A380一架重240吨来比,这足以拉起3.21429*10^10=32.1亿架A380,显然这是现在任何材料远远承受不了的。 另外,当杆旋转头部接近光速时,其质量会迅速升高,从而杆的转动惯量增大,此时要想进一步推杠杆加速旋转,会成为一件越来越困难的事情。
再问: 小弟我不是很懂,介绍原理就行了,谢谢
再答: 跳过计算看结果,计算数据表明,要把一根较轻的杆加速到顶点达到光速,需要做非常巨大的功,能提供这种能量的设备的功率要非常高。同时杆在离心力作用下会被拉断,没有材料能够承受这么大的离心力。功率和离心力之巨都在事实上阻止了这件事成为现实。