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为什么在火车上起跳之后落下还是在原来的位置?

2022-5-12 19:58| 发布者: 小南| 查看: 2070| 评论: 0|来自: 成都夜线论坛

摘要: 相信很多人都坐过火车,那你有没有想过为什么在高速运行的火车里人向上起跳时会落在原地呢?当我们在地面上起跳,后人会落在原地,因为地球虽然在不断自转,但是人相对于地面来讲位置始终是没有变 ...
       相信很多人都坐过火车,那你有没有想过为什么在高速运行的火车里人向上起跳时会落在原地呢?当我们在地面上起跳,后人会落在原地,因为地球虽然在不断自转,但是人相对于地面来讲‌‌位置始终是没有变化的。如果按照在地面上的情况,火车在高速运行的状态时,人起跳后滞留在空中的几秒时间内,火车应该已经前进了一段距离,人应该落在距离原地以后几米的地方,如果火车速度越高,人落地的地方也就距离原地越远,但事实上不管火车速度有多高,人起跳后都会落在原地。

‌       在解释这个问题之前,大家先了解一下什么是惯性。惯性又称牛顿第一定律,是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,它是物体的一种固有属性,表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度,质量是对物体惯性大小的量度。当‌‌作用在物体上的外力为零时,它将保持其运动状态不变,即保持静止或匀速直线运动;当作用在物体上的外力不为零时,则表现为外力改变物体运动的状态的难易程度,在同样的外力作用下,相同加速度的物体质量越大惯性越大,因为是物质自身的属性,所以物体的惯性在任何时候,任何情况下都不会改变,也不会消失。举个简单的例子,乘车时如果突然刹车或起步,人就会向前倾或者向后仰,这就是惯性。

‌       了解完了惯性,现在我们就来看看前文提出的问题。首先从火车开动时讲起,‌‌假设人站在车厢内,手抓着上面的吊环,在火车未开动之前,人和‌‌火车都是静止的,当火车开始运行时人会突然往后仰,此时人会受到脚底摩擦力和手上的肌肉力影响,前者的存在可以确保人可以和火车一起移动,后者则使得人不会突然跌倒,接着随着火车的移动人会逐渐和车保持同样的速度前进,当然这是在没有其他外力作用的情况下。‌‌此时如果突然起跳,火车和人虽然已经分离,但是由于惯性人在起跳的瞬间会和火车拥有相同的初速度和方向,在腾空的几秒时间内人和火车经过的距离是相同的,所以当人落地时仍然会落在原本的位置。

‌‌‌       你可能会疑惑,火车上也有空气阻力,为什么它没有改变人的运动状态?‌‌这是因为火车是封闭的,所以里面的空气就保持与火车相同的速度,所以这个外力因素可以忽略不考虑。当然这里所说的相同位置,只是相对于人和火车来说,当把它们作为一个整体来看的时候,这个位置是不会变化的,但是相较于其他参照物,比如铁轨或者路边的树,位置就会发生变化。‌‌在世界上没有绝对禁止,所谓的禁止不动都是针对某个或某些参照物来讲的,现在你明白为什么人在火车上起跳,它的位置没有发生变化了吗?


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