人坐在火车上会被火车带着跑,但是人跳起来腾空的话,落下来还是在原地吗?这是什么原理?

这个问题很简单,不论坏在啥车上,车子在移动,你也随着车子移动位置了,再说你跳起来了,你没向四週移动,你当然落下来还在原来的位置上没动,你的意思是你跳起来离开地球了,地球在自转,你落下来应该挪个位置,其实你虽然跳起来了,认为离开地球了,但是你并没离开地球,因为地转空气也随着地球转,你当然也随着地球转,因此你还在原位置没动,要知道地球和空气是一体的,地球转空气都转 。

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人坐在火车上会被火车带着跑,但是人跳起来腾空的话,落下来还是在原地吗?这是什么原理?

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这是相对性原理,是宇宙的几个基本原理之一 。早在十七世纪的伽利略就已经发现了这个原理,在河中匀速直线运动的一条船上,从船上桅杆顶自由下落的石子最终会落到桅杆底部,而没有落到船运动的反方向 。在船上的观察者看来,石子从桅杆顶到底部的运动是自由落体,石子的运动轨迹是竖直的 。而在河岸上的观察者看来,石子在作平抛运动,石子的轨迹是一个弧线 。这就是不同的惯性系对同一事件的不同观察结果 。但如果把船封闭起来,船上的观察者是无法判断船是在运动还是静止 。河岸和运动的船两个惯性系是平权的,两个惯性系的物理规律的表达形式是相同的 。这就是伽利略相对性原理,又称为力学相对性原理 。后来爱因斯坦分两次把这个原理推广到非惯性系,即狭义相对论的狭义相对性原理和广义相对论的广义相对性原理 。今天题主这个问题用伽利略相对性原理就足够了 。


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同理是船改为了火车,石子改为了腾空而起的人的下落 。根据相对性原理,在运动的火车里人的起跳落地的物理现象与在地面上的起跳落地是完全一样的 。描述这一现象的物理定律的数学表达式是一样的 。即在地面起跳落在原地,那在火车上起跳也落回原火车地板,与在地面跳落的感觉是一样的,都是竖直上抛运动 。在火车里根本无法判断火车是在运动还是在静止 。咱们一点也不需要作力学分析和计算,轻松解决这一问题 。好了,最后就这么说吧:如果认为人跳起来会落向火车运动的反方向,那么人向火车外跳就应该是相对地面静止的、很轻松的下车,而不应该是这样了:


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实际上相对性原理和惯性原理是相通的 。惯性原理是牛顿力学的基石,堪称第一原理 。它是对物质不停地在时空中运动的体现,是对物质存在形式的体现 。正因为物体有惯性,它才会与惯性参考系紧密相联,跟随参考系(比如运动的火车)的运动而运动 。

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牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态 。也被称为惯性定律 。

火车开始运动后,人坐在火车上,以火车为对照物,人是静止的,所以这时人跳一下,因为惯性的存在,落下来还是在火车上原来起跳的那个位置 。

以火车外的风景为参照为参照物,人是运动的 。惯性很好理解,如果在运动的火车上人跳起的瞬间,火车也突然停止,人在落下时,就不会落在原地,而是会延着火车运动的方向继续运动 。

所以我们坐汽车都要拴安全带,以免突然刹车时,以免因惯性使人撞在挡风玻璃上或前排靠背上 。

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