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  • 1 # 刁博

    給地球打一個洞穿過地心,這也算是一個經常見到的物理模型。假設地球是一個質量均勻分佈的球體,假設真的給地球鑽了這樣一個洞,假設物體運動時不受阻力的作用,把鐵球豎直扔進這個地洞裡,它一定能從另一個洞口出來,並且出來時的速度和進入時的速度相等,因為機械能守恆嘛。

    為什麼這種地洞大開的問題能夠成為一個常見的模型呢,因為用它可以簡化很多問題的分析、計算過程,在此基礎上進行進一步的修正即可快速的得到比較符合實際的計算結果。

    如果做進一步的分析你就會發現,鐵球在穿越地球的過程中,它的受力居然與到地心的距離成正比,鐵球的運動居然是簡諧運動。這就是模型的魅力。

    當然實際上,鐵球的運動會受到阻力的作用,這些阻力會來自空氣以及磁場、洞壁等,而且阻力也不恆定。並且,地球內部的高溫會直接融化掉鐵球。當然,人類目前也不可能把地球鑽透,即使有了那個能力也未必會將地球鑽透。既然如此,為什麼我們還要模型呢?

    韋斯科夫形象的說過,模型就是奧地利的火車時刻表,奧地利的火車經常晚點,乘客怒問列車員“你們還要時刻表幹什麼?”列車員回答“有了時刻表你們才能知道火車晚點呀”。

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