群英会,一粒沙子可以撞穿地球吗?,淋巴瘤

admin 2019-05-05 阅读:161


在中学物理中,一个物体所具有的动能由如下的公式确认:

Ek=1/2mv^2

能够看到,即使沙子以光速运动,其动能也是很有限的,撞穿地球那是不可能的。

但狭义相对论标明,沙子的速度达不到光速,由于沙子的停止质量不为零。尽管沙子不能以光速运动,但只需沙子的速度满足挨近光速,它其实是能够撞穿地球的。依据狭义相对论,动能公式的方式如下:

能够看到,凡是停止质量不为零的物体,只需速度无限趋向于光速,其动能将会趋向于无穷大。假如要把地球撞穿,只需让物体的动能大于地球的引力结合能即可。地球的引力结合能是有限的,数量级为10^32(单位焦耳)。因而,只需沙子被加快到挨近光速的某一程度时,它的动能将会大到足以把地球撞穿,乃至能够把整个地球彻底撞毁。

别的,有人可能会问动能公式究竟要用哪个?为什么两个公式差异这么大呢?

经典物理学的动能公式只能用在低速的状况,而相对论动能公式既能在低速下运用,也能在亚光速下运用。

尽管两个公式看似彻底没有联络,但经过对相对论动能公式进行泰勒打开,当速度远低于光速时,这个公式就会退化成经典物理学的动能公式,这也是为什么这个公式只能在低速下运用。而在速度挨近光速的状况下,就不能再运用近似公式,而只能运用相对论动能公式。