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一个三十公里直径的轮,加速到3000转,它的速度能达到光速吗?

十万个为什么 空空 2024-11-05 07:57:44 25次浏览

关于问题一个三十公里直径的轮,加速到 3000 转,它的速度能达到光速吗?一共有 5 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【胖子 1078】的最佳回答:

3000 转是每分钟还是每秒?车速=圆周率*直径*转速=3.14159265358979323846264338327950288*30Km*3000/s=282743.3388230813Km/s,离光速还差一点!

【2】、来自网友【刁博】的最佳回答:

一个转盘绕着中心的轴转动,转盘上距离转轴越远的点,运动时的线速度就越大。有很多人思考过这样的问题:一个半径很大的转轮,转速逐渐增大,边缘上点的线速度会不会超过光速?

如果直接用数学计算,转盘的转速增大到一定程度就能够使边缘上点的线速度达到光速。然而,物理规律决定了这种情况永远不可能发生。

转盘是由原子、分子等组成的,原子分子间依靠分子力结合在一起。转盘转动时,转盘上的物质做圆周运动需要的向心力就是由分子力来提供,转盘的转速增大所需的向心力也会增大。如果分子力不足以提供向心力,转盘就会分崩离析。

如果用理想的材料绝对刚体来制作这种转盘呢?这时候虽然转盘不会瓦解,但同样边缘上点的线速度也不会达到光速。爱因斯坦的相对论给出了质量与速度的关系,物体的质量会随速度的增大而增大,当速度趋近于光速时物体的质量会趋近于无穷大。圆盘转速非常高时,圆盘的质量就会非常大,如果圆盘边缘上点的线速度达到了光速,就意味着圆盘的质量或者转动惯量达到了无穷大。这需要为圆盘提供无穷大的能量,显然这也是不可能做到的。

物质的运动速度不能超过光速,这是爱因斯坦的相对论给出的结论。相对论诞生 100 多年来,经历了无数次的检验,也早已在多方面有所应用。在宇宙中有很多大小天体,体积大的天体相对于一个大的转盘,体积小的天体相对于小的转盘。通过观察可以发现,不论是大的天体还是小的天体,它们转动时边缘上点的线速度都没有超过光速。如果真的发现了物质的运动速度超过了光速,那么相对论就要改写了。

【3】、来自网友【唐森电器】的最佳回答:

首先,如果轮子转速达到每秒 3185 转,轮子边沿的线速度早就超过光速了,加速能量不是问题,用核能持续加速就达到了,假设是铝金属轮子,厚度 0.01 米,直径 30000 米,密度 2700kg/m3,它的质量是 28574000000kg,根据 F=ma,当 a=1000m/s*s 时,则 F=28574000000kg*1000=2.8574E13kg,这么大的力核能实现起来不难,要加速到光速,持续加速 833.334 小时就超过光速了!第二,问题不在能量和速度能不能达到,而是铝原子之间的结合力是否能抗住离心力的撕扯,现实情况是:当速度达到某个数值但未达到光速前,这个轮子早已变成铝原子飞出去了,即便你是核能驱动,也没有受力点可以继续加速轮子!严重的话,铝轮子直接变成质子、中子、电子四处飞散,轮子早就消失了。所以,不是物体能不能加速到光速的问题,而是物体能不能存在的问题,爱因斯坦的错误就在忽视了这个本质,而错误的断定速度越大质量增加越大,才不能加速物体到光速。

【4】、来自网友【虫二岁月】的最佳回答:

这个问题本身就是无聊的问题,只能当作是无聊的时候几个朋友聊一些无聊的事罢了。曾和朋友在无聊的时候也聊过类似的问题,如:一根家用水管从地球上到月球上,水管里装满水,这些水能不能淹一个村镇?

即然是无聊的问题,那就无聊的来回答,只当是消磨时间吧。首先排除掉能不能实现,需要的动力如何,我们只从理论数字上来无聊的分析一下它的速度。

一、直径 30 公里的轮,它的周长是多少?

30 公里=30000 米,周长就是 30000*3.14=94200 米。

二、轮子转一圈,位于周长上的一个点运行的距离

94200 米

三、加速到 3000 转,位于周长的一个点运行的距离

94200*3000=282600000 米

四、位于轮子周长中的一个点在轮子每分 3000 转的速度下运行一个周期的速度

282600000/60 秒=4710000 米每秒

五、光的速度

300000000 米每秒

六、比较

4710000 米/秒小于 300000000 米

结论:当这样一个轮子加速到 3000 转每分时,位于它周长上的某个点的运行速度离光速还是差很多。

单从数字上,是不能超过的,实际上更不可能实现的,这样一个大的轮子,造出来就不是一般的工程,估计比长城贴磁砖的工程还要大好多好多。其次,要想让轮子运转起来,动力估计目前是无法解决的。三是如果能运转的话,这样直径的轮子,这样的速度,按现有的材料来选,基本上会被外向力给甩的支零破碎。

无聊的事,无聊的答,消除无聊的时光。

【5】、来自网友【宇宙探索】的最佳回答:

首先,如果按照问题中的描述,即使每秒能达到 3000 转,纯数学上的计算也达不到光速(计算并不难)。但我想问题想表达的应该是:一个直径很大的轮子,转动速度非常快,轮子边缘的速度能达到光速吗?

纯数学分析,肯定可以达到,只要直径足够大,速度足够快,就可以轻松达到。比如直径一光年的轮子,每秒转动一圈,就远超光速了。但问题是,数学只是人们了解世界的工具而已,数学并不等同于现实和物理,数学上成立的,现实中可能就不成立。

而问题中的假设其实与“让一个物体一直加速,最终能否达到光速?”这种问题本质上是一样的。如果你真的能让物体一直加速,当然能达到光速,但问题是你能做得到吗?

相对论表明,速度越大,相对质量就越大,对于轮子边缘部分来说,随着速度越来越高,当接近光速时,质增效应就会越来越明显,意味着需要更大的力才能让其继续加速,要想达到光速,需要无穷多的能量才可以做到,这显然是不可能的。

同时,轮子速度越来越快,离心力也越来越大,当分子之间的作用力不足以抵消轮子边缘的离心力时,轮子就会分崩离析。

所以,莫要用各种不现实的假设试图推翻相对论中的“光速限制”。事实上,相对论本身就是建立在“光速不变原理”基础上的,包括时间膨胀,尺缩效应,质增效应等都可以通过这个原理推导出来。我们没必要质疑相对论,如果非要质疑,也应该质疑“光速不变原理”,这个原理本身也时一个假设,你完全可以不相信这个假设,自己做出其他的假设,前提是如何让别人相信你!

以上就是关于问题【一个三十公里直径的轮,加速到 3000 转,它的速度能达到光速吗?】的全部回答,希望能对大家有所帮助,内容收集于网络仅供参考,如要实行请慎重,任何后果与本站无关!

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