经典力学

向量运动学

向量运动学:2-3级挑战

你想游过一条小河到对岸的朋友那里去。这条河有30米宽,你开始以每秒1米的速度径直游过去。河水的流速是0.5米/秒,所以当你游泳时,河水会把你带到下游。下游有多远在米当你到达另一边的时候,你是吗?

这是一个传统的物理思想实验。

想象一下,一个兽医在丛林里拿着麻醉枪,他刚刚发现一只患病的猴子抓着他头顶上的树枝。兽医必须捕获猴子治疗疾病,然后将其放归野外。

兽医还知道,当他扣动麻醉枪的扳机后,猴子会立即反射性地从树枝上掉下来。

兽医应该瞄准哪里?你会瞄准哪里?

记住,你一扣动扳机,猴子就会自由下落到地上。

以前的问题这说明我们的台球桌是确定的,如果你知道一个球在某一时刻的位置和速度你就可以预测这个球在任何时候的运动。在现实中,当然不可能精确地确定球的位置和速度,总是会有一些测量误差。对于许多系统来说,测量误差并不太重要,因为误差不随时间增长。因此,如果你开始的时候有一定的忍耐力,你就会一直保持在这个忍耐力内。

以我们的球为例。然而,现在我们不知道球确切地从原点开始,我们只知道它从原点附近的某个地方开始,也就是半径内的一个圆 ϵ 关于原点。但是,它的起始速度仍然是(0,1)球在墙上弹了N次。4N秒后,球在原点半径为L的圆内。L是什么?

曾经坐过飞机,见过无线电塔顶闪烁的灯光吗?把发射塔建得高到给飞机制造麻烦似乎很奇怪,但无线电发射塔这么高是有原因的。塔越高,人们可以接收到的信号范围就越大,因为调频无线电波基本上受限于塔的视线范围。这就是为什么有许多调频电台在同一频率-他们有一个有限的地理区域。要了解该地区的大小,可以考虑在山顶上建一座塔,塔的总高度高于海平面2公里。你离塔底/山底(图中X)有多远?在公里在你看不见它之前?记住——地球是弯曲的……

细节和假设

  • 地球的半径是6370公里。

假设你在巴黎的圣日耳曼闲逛,从一家咖啡馆到另一家咖啡馆,只待到解决几个Brilliant问题的时间。你要结束在Lipp啤酒厂的工作了,想去Cafè de Flore,就在马路对面。

唯一的问题是:下着倾盆大雨!

如果你想从一个咖啡馆走到另一个,同时尽可能保持干燥,你应该怎么移动?

细节

  • v r v_r 而且 v w v_w 你分别跑过马路和穿过马路的速度是多少 v w < v r V_w < v_r
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