老狗啃物理8A.03(机械运动)
狗子:运动是走路、跑步、跳绳、踢球吗?
老子:这些都是运动,但物理里讨论的运动,是更广泛的,包括万事万物无时无刻的运动。
狗子:包括哪些呢?
老子:大到太阳、地球、月亮,小到分子、原子、电子,都是物理中运动研究的对象。
狗子:你是说这些东西都在运动?
老子:对,物体位置随着时间不断变化,就是运动。
狗子:可是我们坐在这里没动,我们的房子、桌子、杯子也都在原地没动啊。
老子:所以只要研究运动,就必须选择参照物。
狗子:参照物是什么?怎么选?
老子:参照物就是我们先假定它不动的东西,然后我们研究的对象,和参照物相比较,如果位置变化了就是在动,没变化就是没动。
选择不同的参照物,有可能会得出不同的结论。
比如你刚才说走路、跑步、踢球是动,就是选择了地面作为参照物。
而你说房子、桌子、茶杯没动,也是选择了地面作为参照物。
狗子:我没选啊。
老子:哈哈哈,不是没选,是选了,你没感觉到。
因为我们生活在地球上,从我们出生的那一刻起,我们的速度就和地球一样。人类感觉不到地球在转动,认为它是静止的。所有固定在地球上的东西静止的,比如房子、树木和山脉……
然而,你注意到白天和黑夜的变化,那就是地球在旋转。如果你去外太空观察地球,你也可以看到地球在旋转。
所以,同速同向运动的两个物体,是相对静止的。
狗子:你刚才说选择不同参照物,可能会得到不同结论?
老子:是的。你跑步的时候,看路边的树,是不是感觉它们在向后退?
狗子:对啊。而且,跑得越快,它们退得越快。
老子:但是我们没跑的时候,树是不动的,为什么我们一跑,树就动了呢?
这就是参考对象的变化:不跑的时候,你是地面的参考对象;跑步时,你以自己为参考对象。
坐公共汽车也是如此。如果你把车当作参考,你会看到树在后退。事实上,在树的眼中,它认为汽车和人在前进,它没有移动。
所以,动或者不动都是相对的。
狗子:那研究这些动不动的,有什么用?
老子:很有用啊!明白了“动不动都是相对的”这个原理,就可以发明很多便利生活的产品和工具。
比如人类早期出行全靠一双脚,走不远又累。
了解相对运动的原理,只要有一个工具可以相对于地面运动,人们就可以在不移动的情况下移动。
所以古代有骑马,骑骆驼,现代有汽车、火车、轮船,都可以轻轻松松实现相对于地面的长距离运动。
除了平面,还有高空的,比如电梯、缆车、飞机,都是人相对于工具不动,但却实现了垂直高度的动。
狗子:就是用工具运动代替人的运动。
老子:是的。其实相对运动原理应用非常广泛。不止是代替人,还可以代替地球呢。
比如跑步机,人一直在跑,却一直在原地不动,就是用滚动的履带代替地面。
狗子:哈哈,人类可真聪明!
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