《地球大炮》物理上的错误!对物理感兴趣的进。。。

楼主:神bi无敌 字数:1233字 评论数:57条评论 帖子来源:百度贴吧  访问原帖
我是一高中磁铁,最近读到《地球大炮》,十分欣赏故事的构思。但隧道有个严重的错误,在于它只能胜任单程运输,无法沿隧道进行简谐运动。下面给出推导。。。

神bi无敌2009-08-31 20:31:00 发布在 刘慈欣
2L

神bi无敌2009-08-31 20:32:00 发布在 刘慈欣
首先,设想一物体沿隧道下坠,由于管内真空,所以只受重力作用。
而地球可以近似看作密度均匀的球体。
当物体下落到地球内部时:以地心为球心,物体所在的球壳为分界,球壳外的岩层对物体的万有引力合力为0,球壳内的质量对物体的引力与质量成正比(即与内球半径的立方成正比),与距球心的距离的平方为反比。

神bi无敌2009-08-31 20:38:00 发布在 刘慈欣
因此物体的加速度指向地心,且正比于离地心的距离,所以是标准的简谐运动。

神bi无敌2009-08-31 20:40:00 发布在 刘慈欣
地表起点与地心连线方向上有一个简谐运动,而由于地球自转,在起点的物体初速度方向上有一个简谐运动。两个运功合成后,是一个沿椭圆轨道的运动。

神bi无敌2009-08-31 20:43:00 发布在 刘慈欣
椭圆轨道长轴两端就是小说中的地球最远的两端。
最重要的问题就在这里出现了!!!!!

神bi无敌2009-08-31 20:48:00 发布在 刘慈欣
有人看吗?

神bi无敌2009-08-31 20:48:00 发布在 刘慈欣
不好意思,稍等了,换手机不方便

神bi无敌2009-08-31 21:07:00 发布在 刘慈欣
以地心为参照系,椭圆轨道是固定的。经我计算,一来回要84分钟,和大刘的结果一样。就在这时间内,地球会自转约20度,物体在地面的起点就“跑了”。

神bi无敌2009-08-31 21:11:00 发布在 刘慈欣
此时物体回到原点,但是已在地面起点的正西面了(想像成地球能被无阻力地穿透的运动状况)。如果以那条单一的隧道,在折返时必然碰壁!

神bi无敌2009-08-31 21:15:00 发布在 刘慈欣
所以,意思就是说大刘“造”的隧道只能允许单程运输。而这想法正好可以用于大炮。

神bi无敌2009-08-31 21:17:00 发布在 刘慈欣
然而在大炮的后半段的沿隧道的加速也是有问题的,由于计算复杂,只好定性分析。

神bi无敌2009-08-31 21:24:00 发布在 刘慈欣
加速的力来自于电磁线圈,所以磁场方向是沿隧道切线方向。若加速度也沿切线方向,又由于隧道是沿仅受重力时的运动轨迹设计的,最终加速的结果是导致碰壁!除非在设计上,改变隧道的路线,或是及时调整电磁力的方向。

神bi无敌2009-08-31 21:30:00 发布在 刘慈欣
所以很可惜,双程的隧道和大炮实施起来都困难重重。但在科幻中幻想幻想也是挺不错的,小说毕竟也是以故事为主。其实我觉得以大刘的实力得出这些是很容易的,但他究竟是粗心忽略了这些,还是故意想蒙混过读者呢?

神bi无敌2009-08-31 21:38:00 发布在 刘慈欣
作为一个硬科幻作家的大刘,我希望他的作品类似于这种学科上的错误不要再次出现了,当然也希望他能一直保持不竭的创造力。 至此。

神bi无敌2009-08-31 21:41:00 发布在 刘慈欣
怎么没人来表示一下认同啊?

神bi无敌2009-08-31 21:46:00 发布在 刘慈欣
郁闷了,为什么以前一直没人提出这个错误来?

神bi无敌2009-08-31 21:58:00 发布在 刘慈欣
如果有机会你可以试试,你车下的地面突然变成虚空了,然后你经历了一次地心之旅,回到地面后,的确你会出现在车库的西面。
再说,按我物理老师的话说,你的脑袋像一团浆糊一样混乱

神bi无敌2009-08-31 22:05:00 发布在 刘慈欣
“想像地球能被无阻力穿透的运动过程”没看出这是一个在理想状况下演绎的运动过程吗?

神bi无敌2009-08-31 22:10:00 发布在 刘慈欣
今天开学第一天,趁着空闲来议论一番。 高二后的生活,将不是艰苦,是寂寞…

神bi无敌2009-08-31 22:35:00 发布在 刘慈欣