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物理速度疊加知識點整理歸納

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先提出一個問題。有一架飛機,其速度為V=330m/s,裝有一挺機槍,向前方發射子彈,機槍的技術規格標明:子彈速度v1=340m/s,問:子彈相對地面的速度u1是多少?假定聲速v2=331m/s,問:飛機發動機發出的聲音(聲波)相對於地面的速度是多少?相對於飛機的速度是多少?(假定風速為零)

物理速度疊加知識點整理歸納

答案是明顯的:子彈相對於地面的速度u1=V+v1=670 m/s。因為v1是子彈相對於飛機的速度,加上飛機相對於地面的速度,就得子彈相對於地面的速度。

而聲波相對於地面的速度就是v2=331m/s,並不需要加上飛機的速度,因為聲波是指聲波在空氣中傳播的速度,這個速度與波源(即飛機)的速度是無關的,風速為零,所以聲波相對於地面的速度就是聲速331m/s。

這時飛機相對於地面的速度是330m/s所以聲波相對於飛機的速度只有1m/s,即飛機幾乎要追上它自己發出的'聲音了。

子彈和聲波都是飛機所發出的,但是它們的速度相加方式是不同的,一種是粒子的方式,一種是波動的方式。

飛機不可能立即追上它所發射的子彈,不管飛機飛得多麼快。反之,當飛機的速度超過聲速時,它會立即超過自身所發出的聲波,這就是所謂的超音速飛機,

教師在講相對論時用這個例子作為過渡,打破學生固有的思維定勢,讓學生相信:與光波有關的運動疊加,不是一個簡單的加減問題。從而讓學生從心理上更易接受光速不變原理。