有没有可能设计一个无限坚固的空间,扔出地球让它无限往下掉落?

三毛 340

有没有可能设计一个无限坚固的空间,扔出地球让它无限往下掉落?

一,有没有可能设计一个无限坚固的空间,扔出地球让它无限往下掉落?

在地球参考系下,你扔出去的这个物体,初始动能大于从这里到无穷远的引力做功,就可以飞出去啦。

万有引力公式是F引=GxM×m/r^2,G是万有引力的力,M是地球质量,m是你扔的物体的质量,r是两者距离。我们需要计算一段距离做功,就需要把这段拿来积分,也就是对距离r,从地球表面开始,到无穷远,对万有引力公式公式积分。

如果从地球表面高度R开始,积分结果为-GMm/R,当然带负号啦,因为从地球到无限远,引力做负功嘛。这个物体的初始动能加上到无限远的做功等于零的时候,代表这个物体恰好可以飞到无限远。既0.5mV^2-GMm/R=0。计算的结果为11.2公里每秒,既第二宇宙速度。

也就是在地球没有大气层的情况下,你把物体在地面加速到这个速度,就可以无限远离地球。当然,太阳有话要说。因为这个速度无法逃离太阳。

手拿任意一个物体,要是你松手时它会在重力的作用下掉落到地面上,再看看地球,重量达到了5.965×10^24kg的庞然大物,它却稳如泰山地悬浮于太空中,为啥掉不下去呢?如果地球想掉下去,往哪掉呢?

十七世纪,物理学界出现了一个非常厉害的人物,他就是物理学的鼻祖--牛顿。曾经有一次,牛顿被一个苹果砸中了头部,他因此大受启发,经过不断地探索验证,后来提出了万有引力定律。此定律指出,宇宙中任何两个有质量的物体都会相互吸引,并且质量越大受到的引力也越大。

毫无疑问,地球和太阳之间也存在着相互作用的引力。由于太阳的质量比地球大得多,地球受到的来自于太阳的引力非常大,似乎随时都要被太阳吸引过去。所以,我们可以认为地球的“下方”即为它受到的太阳引力的方向(宇宙深处)。那么,地球为什么不会朝着太阳的位置掉落?”

根据拉普拉斯的星云假说,太阳系是由一团高温、旋转的气体星云形成的。因冷却而收缩的气体星云越转越快,快到一定程度时其外缘便会抛出一个物质环。星云继续收缩,又会继续抛出物质环,如此反复,最后得到的物质环就各自汇聚成了行星,地球就是这么来的。

地球在诞生之初,就“继承”了气体星云的旋转角动量,同时地球又受到了太阳的强大引力作用,所以地球便围绕着太阳运动了。因为地球的角动量是守恒的,在真空环境的太空中又不会受到空气阻力的影响,所以地球能够不停地围绕着太阳旋转。太阳的引力很大,而地球之所以不会被吸引过去掉入太阳中,是因为地球绕太阳的运动速度足够快,高达约30公里每秒,如此快的速度可以抵消掉引力的作用。

为什么地球速度快就可以避免被太阳吸引过去?我们可以举个例子。在地球上沿水平方向连续发射炮弹,根据物理学中平抛运动的知识可以了解到,炮弹的初速度越大,飞行的距离也会越远。由于受到地心引力的作用,炮弹最终会落到地面上,但只要炮弹具备足够高的初速度,炮弹便能绕着球形地球转圈,如果没有空气阻力还会一直旋转下去,成为地球的卫星。而这个“足够高的初速度”,就是第一宇宙速度,约为7.9公里每小时。

同理,地球绕太阳的公转速度已经足够快了,而且太空中又没有空气阻力的存在,才使得地球不会掉入太阳表面。

如果在地面发射,考虑大气层,初速度是多少才可以飞离地球,那得先有扔的物体的模型才可以计算。在现实中,目前的任何一种航天器都无法做利用在地面的初始动能飞离地球,因为空气阻力会随着速度增大,好像水里的子弹一样,飞不了多远。所以要飞出地球再继续加速。

一个无限坚固的空间是个什么样子的,或者说是一个什么样子的壮态,首先,所谓空间的间固,就象是一个箱子或一个足球,四面八方旡比坚固,而一个小小的地球被装在里边。哪么空间就象西瓜,地球就象芝麻,地球上的人就象质子,哪么人想对地球做什么,都可以忽略不计。那相当于什么都没有发生。

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