速度与激情,在一场纳斯卡赛车中,包含了这些有趣的物理学!( 二 )
纳斯卡车手的速度非常高 , 超过320千米每小时 , 赛车速度非常快 , 从零加速到100千米每小时只需要3到3.5秒 。 在加速过程中 , 赛车每秒必须对赛道施加平均2600磅的水平力 , 这相当于一条美洲大鳄鱼的咬合力 , 或者一头成年水牛的咬合力 。 根据爱因斯坦的狭义相对论 , 你在空间中运动得越快 , 你的时间流逝就越慢 。 所以 , 可以说 , 赛车手比我们其他人的年龄要小得多 , 在3.5小时的比赛结束时 , 车手的年龄比静止的观众小0.5纳秒 。
如果一个司机在接下来的50年里以每小时320千米的速度不停地奔跑 , 那么他的年龄将比我们其他人小70微秒 。 尽管与看台上的观众相比 , 纳斯卡车手的速度快得令人难以置信 , 但与爱因斯坦的想法相比 , 他们的速度却微不足道——比如光速可以达到30万千米每秒 , 相对论在轨道上的影响很小 , 但它确实存在 。
赛道
那么驾驶员如何才能获得这些速度呢?当一辆汽车进入转弯时 , 它自然会想要继续沿着原来的方向行驶 。 要改变方向 , 使其沿着椭圆形轨道的曲线运动 , 必须施加一个力 。 必要的力来自于轮胎和跑道之间的摩擦力 , 摩擦是两者之间的联系 , 防止它们互相滑动 。 所以对于车手来说 , 这是一个平衡的过程——他们想要把踏板固定在金属上 , 但他们不能在弯道上跑得太快 , 以至于速度超过了摩擦力提供的操纵能力 。
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