今天我给大家留下一个艾萨克·牛顿在1679年向罗伯特·胡克提出的谜题。我提到答案是违反直觉的,并且还向大家暗示这可能与花样滑冰有关。这里又是问题及其解决方案。
塔楼倒塌

一个物体从高塔上扔下来。鉴于地球自身的自转,物体会落在哪里?
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向西一点
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向东一点
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正好在下面
解决方案 2. 向东一点。
地球自西向东旋转。
我们的第一个想法可能是物体稍微向西坠落,因为当物体坠落时地球会稍微向东旋转。
但这样的论点证明了该物体实际上 – 就像塔一样 – 绕地球转。我们的第二个想法可能是它正好落在塔的底部。
又错了!该物体稍微向东下落,因为它在下落时绕轴旋转得更快一些,本质上与当你抓住一个旋转的冰淇淋时它旋转得更快的机制相同。因此,物体稍微向东下落。
影响虽小,但并非微不足道。如果埃菲尔铁塔在赤道上,它会向东倾斜约11厘米。
从更多的技术细节来看,结果来自角动量守恒,角动量是绕轴旋转的物体动量的度量。
当一个物体从恒星上落下时,重力会将其拉向地球的质心。但该物体也绕地球中心旋转。
当物体下落时,其角动量保持不变。这意味着表达式 写2 – 在哪里 c 是物体的角速度, r 它到旋转轴(在本例中为地球中心)的距离保持不变。
从成本上来说 r 秋季,价值下降 c 应该 增加,这意味着物体旋转得更快。如果它的自转速度快于地球的自转速度,它就会稍微向塔正下方位置的东边坠落。
感谢大卫·艾奇逊今天的难题。他是一本新书的作者, 运动中的奇迹,动力的故事, 除其他外,它更详细地解释了牛顿问题的基础。
我希望你玩得开心。我将在两周后回来。
大卫·艾奇逊的《运动的奇迹》在卫报书店有售。
自 2015 年以来,我一直在每隔周一发布谜题。我一直在寻找精彩的谜题。如果您想推荐一个,请给我发电子邮件。