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对角位移问题的精确表述 有一静止天平,其两端受到质量和速度都相同的两个小球的垂直撞击。 在静止系看来,由于两端同时受到撞击,因此天平梁的角动量恒为零。当撞击的振动平息后,天平梁应静止在原位,没有角位移。 在平行于天平梁高速运动的观察者看来,其中一端先被撞上,另一端后被撞上,在这先后撞击之间的时间段,天平梁的角动量不为零,因此这段时间应发生一角位移,当然这时还是以梁弯曲的形式发生的。两端都被撞后,角动量恢复为零,所以撞击的振动平息后天平静止而非转动,并且恢复为直线。但已经发生的角位移不会消失。 这样不同观察者就看到了不同的角位移。到底有没有角位移? |
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回复:初步解释 我是今年八月初才注册本坛的,错过去年如此精彩的讨论,非常遗憾。如您能介绍一下核弹是如何检测杠杆的对称性的,将非常感激。 本问题提出后,昨晚在家已经部分地想到了答案。之所以说部分,是因为只从初末状态来考虑的,没有完全想清楚过程细节。 设有一“T”形天平,静止悬在无重力真空中。在静系看来天平两端被小球同时击中,天平的撞击振动消失后,天平获得了一垂直速度。天平保持平衡,“T”形成直角,但在垂直方向收缩。 从左至右平行于天平横梁运动的观察者看来,开始时天平从右向左水平运动,在水平方向收缩,天平保持平衡,“T”形成直角。然后撞击发生了,右端先被撞上,接着左端被撞上。到稳定状态时,横梁不再水平,而是左端高右端低,“T”不再成直角。为什么呢?因为两次撞击发生并稳定后,静系看天平有一向下的垂直速度,动系看静系有一向左的水平速度,因此动系看天平有从右上至左下的倾斜速度,天平在右上—左下方向上收缩,因而天平横梁变得左高右低,而且垂直脚变成左上—右下倾斜,横梁与垂直脚不再垂直。 极端情况是不存在垂直脚,这就退化成一根横杆,这种情况下斜向运动的横杆相对于其静止状态转动了一个角度是典型的相对论效应,静系和动系的观察结果没有任何矛盾。 另一极端情况是,垂直脚的质量相对于横梁非常大,这反而是真实的物理情况,也就是天平是放在地球上的,地球也成为垂直脚的一部分。但这时天平稳定后在垂直方向不会有明显的速度,也就不会有明显的左高右低现象了。这在过程上必定涉及横梁与垂直脚的复杂的应力过程,本人水平有限想得还不是很清晰。 |
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回复:太好了!利用“同地同时”的绝对同时性,这个问题也一次性解决了! “小猪”先生,原杠杆问题可以这样设计开关,如下图所示:
————————O———————— A A’ 其中水平线代表天平两臂,O代表可转动支点,A和A’为两个开关(与核弹相连,未画出)。当A或A’中的任意一个被触动时,就会引爆“核弹”,但如果A和A’两个被同时触动,“核弹”不会被引爆。因此,只要天平保持平衡和对称(包括两臂同时弯曲),就不会引爆核弹,相反,天平只要失衡或不对称,就会触动开关A或A’从而引爆核弹。 [[小猪:与核弹相连可是要用物理实体的!不是抽象的相连。其实无所谓,只要静系认为信号同时到达核弹,那就是两个信号的到达是“同地同时”,是“绝对同时”,在任何参考系中也都是同时的。 最简单就是核弹放在中点。沈先生已经用数学语言证明了,两端的信号会同时到达中点,其实只是证明相对论不违反同地同时是绝对同时这一公理而已。]] 所以你用一边产生“形变”,一边保持不动的解释方法是化解不了矛盾的,因为这样形变会造成核弹会被引爆。 [[形变的传导可不是瞬时的!还是一句话,同地同时是绝对同时。]] 黄德民 |