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【动动脑】一个小问题:能量不守恒吗?

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发表于 2008-9-21 20:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
彼得站在汽车赛道旁,利用他在物理课中学过的动能与运动速度的平方成正比,并假设汽油的化学能几乎全部转化为汽车的动能,即忽略了空气中的阻力以及其他各种摩擦力的影响,由汽车从静止加速到100km/h使用的汽油为x升,推算出从100km/h加速到200km/h使用的汽油将为3x升。
赛道旁边有一条铁路,也懂得一些物理学的保罗,坐在一列与汽车加速方向相反并以100km/h的速度匀速行驶的火车上,透过车窗观看比赛的开始,他是这样推理的:既然第一阶段汽车从100km/h加速到200km/h,而第二阶段汽车从200km/h加速到300km/h,则第二阶段耗油为(3002-2002)/(2002-1002)=(5/3)x升。
彼得和保罗谁是正确的呢?

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发表于 2008-9-22 13:57 | 显示全部楼层
应该是彼得,因为保罗是以火车运动速做参考系,有一定差距
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发表于 2008-9-22 16:55 | 显示全部楼层
似乎两个参考系的区别在于火车前进靠的是地面的摩擦~
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发表于 2008-9-22 17:33 | 显示全部楼层
我觉得两者都对,用动能定律只能选取同一个参考系,毕竟动能定律和能量有关,而能量也有相对问题吧,就像这道题一样,保罗所观测到的耗油量之所以比彼得少,是因为少的那部分汽油所释放的化学能补偿在保罗的动能里了。
也可以这样认为,人们使用动能定理时,不但将自己的速度看为0,也把自己的动能看成0,而并没有意识到这会对他所观测物体的动能有影响。
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 楼主| 发表于 2008-9-23 22:15 | 显示全部楼层
显然只可能有一个人是对的,因为汽车的油量可以从仪表上读出来,这个值是唯一的
究竟谁是对的呢?
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发表于 2008-9-24 17:44 | 显示全部楼层
保罗错了,他和彼得不在一个惯性系,不能直接应用彼得的数据。“由汽车从静止加速到100km/h使用的汽油为x升”,在保罗看来,汽车从静止加速到100km/h使用的汽油并不是x升。
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发表于 2008-9-24 20:09 | 显示全部楼层
保罗是也~~
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发表于 2008-9-24 20:22 | 显示全部楼层
我以为我的那句分析很正确的,居然还不对。。
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发表于 2008-9-24 23:17 | 显示全部楼层
这个问题的关键应该是:不同参照系下同一个物体的能量是唯一的吗。
对于,微子说的通过油表读出来的数值也只是他自己的参照系下的罢了,没有普便意义。因为速度是相对的,那么由些造成的能量差异也是相对的。
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