一根30萬公里的棍子,讓它以一端為軸心進行旋轉,旋轉速度超過 1rad s,棍子另一端的速度能不能超過光速?

時間 2021-05-12 20:45:06

1樓:我就看看 不點贊

中國國土面積是9.6*10∧6 平方公里

按照題主所說,以中國為截面做一根長3*10∧5km的棍子經過簡單計算,這根棍子的體積是2.88*10∧12立方千公尺。

地球的體積大概是1.08*10∧12立方千公尺需要大概2.8個地球

把水金地火全搭進去也不夠

題主你思想很危險(°ー°〃)

2樓:6egend

如果棍子是剛體:你無法將棍子從靜止加速到角速度為1rad/s,因為當角速度接近1rad/s時,加速棍子需要的力無窮大。

如果棍子不是剛體,且在運動過程中棍子不斷:如汪晟所說,棍子會變彎,導致從近端到遠端的直線距離小於30萬公里,理論上整個棍子可以加速到1rad/s,但遠端的速度會小於光速。

3樓:瓜子臉帥哥

假定30萬公里的棍子是存在的(這個存在的可能性畢竟還是有的)。

但是能否假定它的速度超過1rad/s呢?

既然棍子可能存在,那麼假定它的初始狀態為靜止,這也是沒有問題的。但是,接下來的問題是,如何讓它從靜止狀態繞一端點加速到1rad/s?

在此也假設30萬公里的半徑內某一平面沒有障礙物,或者有障礙物也只是很小,可以忽略不見。這個假設也貌似合理。

於是,我們將棍子一端固定後,開始慢慢地推動棒子繞著它轉。

開始速度比較慢,於是稍微用一點點力,它就開始轉動了。但是這個速度之小,讓你幾乎察覺不到,就別提想達到1rad/s了。好,我們假設是0.

00001rad/s。這個時候遠端的速度就達到了3km/s。

現在慣性會維持這棍子以這速度在慢慢地轉了。可是,你想再加點速,不是麼。於是你只能再去推一下。

這下用的力量很大。假設,它就達到了0.1rad/s。

唉呀,遠端速度這下可有30000km/s了。也就是0.1個c,amazing!

嗯,只要再把速度提高10倍就好了。這看起來沒啥問題。

但根據相對論,這時棍子遠端那一小塊上的質量差不多就是原來的1.005倍。整個棍子的質量比原來略大了點。

好,這下來點狠的,假設把速度增加到了0.5rad/s!

這時,遠端那一小塊的質量則達到了原來的1.15倍。棍子的質量也相應變大。

如果到達了0.9rad/s呢?遠端那一小塊的質量則達到了原來的2.29倍。

好,用的力器得越來越大了。這個時候,有兩個問題了,一是怎麼提供這麼大的力量去推動這棍子。二是怎麼找到乙個棍子來承受這麼大的力矩。

速度越大,質量增加越快:

好吧。當速度接近光速時,質量趨向無窮。越高的速度,越大的力量。產生這樣的動力本身成為乙個問題。

也就是說,永遠達不到光速的。

轉動一根長度一光年的棍子會發生什麼?

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