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你真的能像电影里那样在火车顶上跑吗?

2024-04-14 10:01 来源:得道网

仅仅因为你在电影中看到了某件事,并不意味着你应该自己去尝试。举个例子,一个人跑在一辆行驶的火车上。首先,你不能确定它是真的。在早期的西部片中,他们使用移动背景来使假火车看起来像是在运动。现在有了CGI。或者他们可能会加快电影的速度,让真正的火车看起来比实际速度快。

所以我有一个问题要问你:有没有可能在火车车顶上奔跑,从一节车厢跳到另一节车厢?或者当你在空中时,火车会在你前面飞驰,这样你就会落在起飞地点的后面?或者更糟的是,你会不会因为间隔向前移动而掉在两辆车之间,延长了你必须穿越的距离?我的朋友,这就是特技演员学习物理的原因。

制定行动框架

物理学到底是什么?基本上,它是一组真实世界的模型,我们可以用它来计算力,预测物体的位置和速度将如何变化。然而,如果没有参考系,我们就找不到任何物体的位置或速度。

假设我站在一个房间里,手里拿着一个球,我想描述它的位置。我可以使用三维空间的笛卡尔坐标给球一个(x, y, z)值。但是这些数字取决于坐标轴的原点和方向。使用房间的一个角落作为原点似乎很自然,x轴和y轴沿着相邻的两面墙的底部运行,z轴垂直向上运行。使用这个系统(以米为单位),我发现球在点(1,1,1)处。

如果我的朋友鲍勃在那里,他用另一种方式测量球的位置呢?也许他把球的起点放在我手里,让它的初始位置是(0,0,0)这看起来也合乎逻辑。我们可以争论谁是对的,但那样就太傻了。我们只是有不同的参考系,它们都是任意的。(别担心,我们会回到火车上的。)

现在我把球抛向空中。在0.1秒的短暂时间间隔后,我的坐标系统将球置于位置(1,1,2),这意味着它高出1米。Bob也有一个新的位置,(0,0,1)但是注意,在两个系统中,球在z方向上升了1米。所以我们同意球向上的速度是10m / s。

移动的参考拉梅

现在假设我把这个球带到一辆以每秒10米(每小时22.4英里)的速度行驶的火车上。我再一次把球向上抛——会发生什么?我在火车车厢里,所以我使用了一个随着火车移动的坐标系统。在这个移动的参考系中,我是静止的。鲍勃站在轨道的一边(他可以透过窗户看到球),所以他使用了一个静止的坐标系,而我在其中移动。

 

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