物理吧 关注:1,079,897贴子:5,207,629
  • 18回复贴,共1
求助

假如一个质量无穷大的物体一直做自由落体运动 它能接进光速吗?

只看楼主收藏回复

上物理课时 物理老师提到了物体在做自由落体运动时重力势能转化为动能 那么一个质量无穷大的物体一直做自由落体运动(假设自由落体距离足够长)那么它能否接进或达到甚至超越光速?有不合理或不严谨的地方请大佬指出(或轻点喷


IP属地:广东来自Android客户端1楼2024-05-02 16:18回复
    任何质量的物体这样都会逐渐接近光速,速度增加→惯性质量增加→加速度减小,无限接近光速时加速度无限趋于零。但是如果是质量无穷大的物体我就不会了


    IP属地:辽宁来自Android客户端2楼2024-05-02 16:42
    收起回复
      如果质量无限大,那么就是别人向它落,它基本不动,然后就是二楼的分析,举例子,日常生活我跳起来以后不会说地球向我自由落体


      IP属地:上海来自Android客户端3楼2024-05-02 18:12
      回复
        质量无穷大,就是个伪命题~
        首先,就当你这个自由落体,可以无限下落。
        F=ma,a=F/m
        质量无限大,就表示这个a就无限小,换句话就是,无法改变其运动状态
        质量无限大的物体,永远保持静止状态
        你学东西,只学了一半,质量越大,势能确实也越大,但问题是转换成动能,也跟质量有关系啊


        IP属地:韩国4楼2024-05-03 10:12
        回复
          换个思路吧:假如一个物体,质量大小不重要,向一个天体作自由落体,那么它的速度可以接近光速吗?
          答案是有可能,关键是这个天体的逃逸速度。所谓逃逸速度是指物体从天体表面以某个速度垂直扔出,而它仅凭这个初速度就能脱离天体引力,到达无限远的地方。这里不考虑空气阻力,也不考虑临近天体的影响。至于“无限远”,其实只是个数学概念,实际中利用物体在很远处的速度就能算出来。
          地球的逃逸速度是11.2km/s,也就是说,你在地球上以这个速度向上扔东西,在不考虑空气阻力的情况下,它将永远离开地球。
          现在倒过来,假设极远处的物体开始向地球作自由落体,那么当它落到地球表面时,速度是多少?答案是11.2km/s。也就是说,逃逸速度就是物体从零开始作自由落体,落到天体表面时的速度。
          接下来就好办了:太阳表面的逃逸速度是618km/s,中子星表面的逃逸速度为15万公里/秒。也就是说,一个物体对着太阳做自由落体,那么它落在太阳表面的速度会是618km/s,假如对着中子星做自由落体,它落在中子星表面的速度会是15万公里/秒,也就是0.5倍光速。
          下面是终极大招:黑洞。黑洞的视界表面的逃逸速度是光速,没有任何东西,包括光能够逃离视界表面。所以一个物体向黑洞作自由落体,那么它在视界附近的速度将非常接近光速。但是,注意但是:它的速度不会达到光速,更不会超越光速。实际上,在远方的观测者看来,当该物体靠近黑洞视界时,它的动作变得越来越慢,而它发出的光也迅速变红,再变为红外线、无线电波,最终无法探测。


          IP属地:北京8楼2024-05-04 14:01
          收起回复
            极限速度是对应中心天体的第二宇宙速度,而且标题的“质量无穷大”的假设,疑似让人以为lz的观念还停留在前牛顿时代的“质量越大受力越大加速度越大”


            IP属地:广东来自Android客户端9楼2024-05-04 16:06
            收起回复
              力是动量的时间导数,只要在一段>0的时间里有力作用,物体沿力方向的动量就会增加。质量无穷大时动量也无穷大,所受的引力也无穷大,但p/m和F/m都是有限大小,并且(在牛顿框架下)与m无关,因此“质量无穷大”是个废条件。
              相对论情况下,v和p/m的关系如图所示。无论p/m如何增大,v始终小于c。如果引力是常力,p/m无上限,v可以任意接近c;如果引力是平方反比力,p/m有上限,v与c的差距必须大于一个确定数值。


              IP属地:天津10楼2024-05-04 18:37
              收起回复
                上微积分


                IP属地:重庆来自Android客户端11楼2024-05-09 19:52
                回复
                  质量无穷大那不就是黑洞吗?
                  如果一个黑洞向另一个黑洞做自由落体会发生什么呢?
                  (为什么是另一个黑洞?因为如果是质量比它小是不会发生自由落体运动的)举个例子(是地球落向苹果还是苹果落向地球?)好像黑洞的时间不是停止的吗?有速度这个说法?


                  IP属地:广西来自Android客户端12楼2024-05-14 14:49
                  回复
                    不存在的物理现象。


                    IP属地:北京13楼2024-05-14 18:26
                    回复