今天(本文昨天寫好的,所以其實是昨天……)群里討論起這個問題,問題是這樣的:兩個一模一樣的沙漏,沙子質量相同,一個沙子正在從上往下落,一個的沙子躺在下面,問:哪一個沙漏更重?
如果喜歡思考的同學先不要往下看,點開圖片思考一下得到答案再繼續往下看。
這個問題初看起來并不復雜,忽略空氣阻力,沙子往下落的過程中處于失重狀態,所以天平是稱不出它的重量的,左邊沙漏會丟失下落中的沙柱的重量,所以輕了一點。
但是當沙柱觸底,其自由下落產生的沖擊力應該等于沙柱中沙子失去的重力,忽略空氣的話,這時沙漏重量恢復,測得重量與右邊相同。
最后當沙漏漏完,沙柱頂部離開瓶頸,沙柱中的沙子失去的重力將小于沙柱底部的沖擊力,左邊沙漏將比右邊重了一點。
所以如果上圖是天平的話,天平會先向右傾斜,左邊沙漏沙柱觸底后恢復平衡,最后沙漏漏完瞬間天平向左傾斜。
然而我很快就發現問題了:前后減重和增重不對稱!
前面減重的時間比后面增重的時間長一點,原因是前面的沙柱比后面的沙柱長……(前面沙柱是從瓶頸到瓶底的高度,后面沙柱是從瓶頸到最后沙面的高度)
所以問題出在哪?我已經知道問題出在哪了,不過這里先不說,大家猜一下,我計劃另外寫篇圖文詳細分析一下。歡迎關注。提示:這個問題其實相當復雜,喜歡解物理題的可以認真想一下,上面寫的只是我開始的思考過程,不一定是對的,所以思考時不用受它影響。
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