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1 # 超大自然go
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2 # 河北薛之謙
不可能的,無限長的木棍的剛性無法保證。
首先,相對論不允許絕對剛體存在。 絕對剛體成立的必要條件之一就是力的傳遞速度是瞬時的。如此,才能使棍子一端受力發生速度變化後,另一端也能瞬間發生對應的速度變化,從而維持原本的形狀。
而相對論下,力的傳播速度最高是光速,而對於棍子內部的分子間作用力而言,傳遞速度肯定低於光速。因此,棍子的形狀必然要變化,即棍子發生彎曲,同時每段棍子的速度都不超過光速。
如果不考慮這些理論上力的傳導是超光速的。
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3 # 理性科普者
這個問題是一個複雜的問題。先來了解一下,什麼叫線速度?圓周運動的快慢可以用物體透過的弧長與所用時間的比值來度量。物體在時間△t內,透過的弧長為△L。比值△L/△t反映了物體運動的快慢,叫做線速度,即v=△L/△t。它的方向沿運動軌道的切線方向,故又稱切向速度。
線速度有平均值和瞬時值之分。如果所取的時間間隔足夠小,圓弧幾乎成了直線,弧的長度與線段的長度幾乎相等,這時的速度就是瞬時線速度(即時速度)。
線速度是向量,有大小和方向,做圓周運動的物體,它的線速度方向時刻改變,並且始終指向該點的切線方向。
在勻速圓周運動中,線速度的大小雖不改變,但它的方向時刻在改變。它和角速度的關係是v=ωr=2πr/T。
棍子的遠端具有線速度是因為棍子遠端發生了位移。當棍子轉動的角速度很大,棍子無限長,根據公式v=ωr=2πr/T,其線速度應該是無限大,甚至達到光速。實際上是不可能的。以下幾點分析與大家共同商討。
線速度是向量,有大小和方向,即使做勻速圓周運動,速度的大小不變,但方向時刻在改變,棒子遠端的運動狀態不斷地改變,力是改變物體運動狀態的原因,因此,必然有一個指向球心的合力-----向心力,有一個指向球心的加速度。
假設棒子的轉動軸是近端,當棒子的速度逐漸增大時,棒子由於無限長,質量就很大,動能就逐漸增大到很大,棒子的能量來源於哪裡,如果用力做功來補充,這個力的作用點在何處?假如棒子遠端的線速度能夠達到光速,也沒有提供如此大力的物體。根據牛頓第二定律公式F=ma,也可以推出這個結論。
假如棒子遠端的線速度能夠達到光速,則由於很大的離心力和摩擦力的作用,棒子的長度逐漸變為零,最終成為分子、原子、基本粒子,這時,經典力學不再適用,相對論才能描述粒子的運動情況。光速是描述粒子運動的物理量,宏觀物體棒子是不可能達到光速的。
世界上不存在不發生形變的物體,棒子無限長,棒子上各點的角速度相同,但線速度不同,棒子上的各點受力不均勻,當速度達到某個值時,棒子會產生形變而折斷,根本不會達到光速。
由於棒子遠端的線速度的方向總是圓周上的某點的切線方向,因此,在速度方向上,光速也不會與線速度相吻合,因為光的宏觀現象主要是直線傳播、折射、反射,不會產生轉動,即使在反覆彎折的光纖中,也是以反射形式傳播的。所以,即使棒子的線速度大小達到光速,在方向上,也不能達到光速。
總之,以一端為圓心轉動的無限長的木棍,其另一端的線速度不可能超過或達到光速。
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現狀物理條件下,無限長,能轉動,可以超過光速,但當達到光速的時候時間空間也隨之改變,無限長的或者可能也隨之扭曲異變~