炮弹在地面上发射,发射方向不限于东西两个方向,可能是任意方向,那么在此情况下能否计算炮弹的出
射速度呢?能否求出任意方向上的速度通式呢?回答是肯定的。首先我们要根据炮弹在地面上射击、在某一方
v
v
向(任意)上的出射速度 dm ,求出炮弹相对地心参考系的速度
。
dx
设炮弹在地面上的发射方向与地球自转方向的夹角为 ,根据能量守恒原理有:
1
2
1
2
1
2
1
2
2
m4642 + m(vdm cosa)2 + m(vdm sin a)2 = mvdx
坦率地说,上面的计算臆想的成份很大,正确性是大大值得怀疑的。速度上的相对性原理肯定是不正确的,
但要怎样计算才是正确的?笔者并没有确定正确的答案。转动不等于平动,在各种不同情况下,在运动的火车
上发射的子弹速度应怎样计算才是正确的?这个问题长期萦绕在我心头,使我不得安生。其实这个问题是很初
级的问题,是不难解决的,关键是缺乏实验方面的材料。只要有了充分精确的实验材料,一定能够找到正确的
计算方法和公式。
我们再来看一道题
1
在赤道附近离地面 米高的地方,一颗子弹向东以200m/ s的速度水平射出,另一颗子弹在同一地方同一
高度自由下落,问这两颗子弹落地的时间是否一样?
绝大多数人认为会同时落地,并且他们认为经典物理理论就是这么说的。美国《流言终结者》有这样一档
节目:两颗子弹置于同一高度,一颗子弹作自由落体,另一颗子弹从枪中水平射出,看两颗子弹是否同时落地。
实验结果是两颗子弹落地的时间虽然有差别,但差别非常之微小,以致节目中的实验者认为这只是实验误差,
他们得出的结论是两子弹同时落地,流言证实。
笔者可不这样认为,笔者认为两子弹不同时落地。下面用笔者自认为正确的方法对此题进行解析。
首先用经典理论进行分析。物体之所以下落,是因为受到了地球引力的作用,但卫星为什么不掉下来呢?
我们知道,卫星之所以不掉下来,不是它没有受到地球的引力作用,而是它围绕地球作圆周运动,在圆周运动
---
中产生了一种与地球引力相抵抗的力 离心力。引力与离心力的合力称之为重力,在各种力的作用下产生的加
速度称之为以各力冠名的加速度,重力作用下产生的加速度称为重力加速度,重力加速度等于引力加速度与离
心(向心)加速度的矢量和。只要有圆周运动,不管速度大小,都能或大或小产生离心力和离心加速度,继而
使得重力和重大加速度减小,使物体下落速度减慢,下落时间延长。
192