极客物理:计算超人家乡氪星的重力
《超人》第一期有这样一个场景:超人站在地上,跳到660英尺的高度,也就是198米。
问题一:超人跳那么高的初始速度(离地速度)有多大?
?根据速度公式v?= =2gh(如何自己推导)可以推断出超人离开地面时的速度约为每秒62.3m,即每小时224.28km。现在我明白为什么我们普通人跳不了那么高了。日常生活中,最快行驶速度约为每小时80公里。现在突然觉得超人的大腿好粗,能跳这么高。
问题2:超人跳跃时要用多大的蹬踏力才能达到224.28公里的初速度?
根据动量定理f× t = mv,这里我们假设超人的体重为100 kg,踩踏的持续时间为0.4s,那么我们可以计算出超人的踩踏力约为15575N,我们假设氪对超人的吸引力约为超人踩踏力的0.7倍,其大小为10902N N。
?根据f = mg可以知道地球对超人的引力是1000N,所以可以知道氪的引力大约是地球的10.9倍,也就是说我们在氪上的引力是我们在地球上引力的10.9倍。哈哈,我们完美地解决了一道物理题。