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9 Jan

精确自由落体运动定律的讨论(二)

跳伞过程中的自由落体阶段.jpg
之前在这篇文章中,我们使用过一个牛顿引力场中的自由落体公式:
$t=sqrt{\frac{r_0}{2GM}}{r_0 *arctg \sqrt{\frac{r_0 -r}{r}}+\sqrt{r(r_0 -r)}}$——(1)

我们来尝试一下推导出这个公式来。同时,站长在逐渐深入研究的过程中,发现微分方程极其重要。以前一些我认为不可能解决的问题,都用微分方程逐渐解决了。在以后的文章里,我们将会继续体验到微分方程的伟大魔力!因此,建议各位有志研究物理学的朋友,一定要掌握微分方程,更加深入的,需要用到偏微分方程!

首先,质量为m的物理在距离地心r处的引力为$\frac{GMm}{r^2}$,根据牛顿第二定律F=ma,自然下落的物体所获得的加速度为$\frac{GM}{r^2}$。假设物体从距离地心r开始向地心自由下落,求位移s关于t的函数s=s(t).

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26 Dec

精确自由落体运动定律的讨论

比萨斜塔.jpg在初中或高中,自由落体试验简单地用这个公式来描述出来:
$s=1/2 g t^2$
其中$g=9.8m//s^2$,等于1kg物体在地球表面所受的重力。
但是这个公式很明显有一个问题,就是实际上在地球,g不是恒定的,会随着距离(即海拔高度)的变化而变化,上述公式能够在一定范围内描述自然落体运动。但是当距离很大时,公式便失效了。

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2 Oct

《科学》:我们发现了磁单极子

电与磁具有很多相似性,那么,自然界允许只带有单一电荷的电子存在,那允不允许只有一个磁极的物体存在呢?也许会有的,英国物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)早在1931年利用数学公式预言了这种物质的存在,并且把它叫做“磁单极子”。而今天,我们已经发现了它们的足迹! 磁单极子是理论物理学弦理论中指一些仅带有北极或南极单一磁极的磁性物质,它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。这种物质的存在性在科学界時有纷争,截至2008年尚未发现这种物体。可以说是21世纪物理学界重要的研究主题之一。在2009年9月3日的《科学》杂志上刊载了一篇记录人类首次观测到磁单极子的论文。

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26 Sep

《环球科学》:高温超导 “铁”的飞跃

上世纪80年代,科学家发现了铜氧化物可以实现高温超导,去年,铁基材料成为超导家族的第二个成员。它的发现重新点燃了物理学家的高温超导之梦。或许它还将有助于破解高温超导机制这个一直困扰学界的难题。

撰文 格雷厄姆·P·柯林斯(Graham P. Collins) 翻译 胡婉铮 审校 王楠

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21 Aug

话说金属活动性顺序


(图片说明:金属活动性顺序表)

话说在一个金属王国里,居住着不少金属男孩:钾、钙、钠、...他们的性格和脾气各有不同。于是,到金属王国拜访的人类,在经过仔细调查后,理清了他们的性情,并写成了“金属活动性顺序表”。

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23 Jul

关于光的传播定律

Long Long Ago,有着一个庞大的国家,它的名字叫宇宙。那里有着无数的子民,其中一个庞大的家族叫做“光”。这些子民“光”,并没有受到任何法律的约束,不过要受到三个“定律”的限制,它们是——光的直线传播定律、反射定律、折射定律

光的直线传播定律

我们已经知道,在均匀的媒质中,光的传播路径是一条直线。这是人们从实践中总结出来的,而直线本身的定义也是由光学的观察而产生。在点光源的照射下,物体的影子,相当于用直线所作的几何投影。


图片说明:光的传播

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8 Jul

百科翻译:盐酸的历史(氯化氢,HCl)

氯化氢(HCl),一种无色气体,当它溶于水后变成为了我们常用的盐酸(hydrochloric acid),学名“氢氯酸”。这是一种具有高强度腐蚀性的无机酸,在工业上具有重要的用途。我们胃中的酸也是胃酸。气态的HCl被称为海洋酸性气体。

盐酸是一种一元酸,在水中会发生以下反应:
$HCl + H_2O=H_3O^+ + Cl^-$

因此,盐酸可以用来制作其他氯化物(如NaCl)。盐酸是一种强酸,它在水中基本上能够完全解离。

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8 Jul

百科翻译:臭氧的性质

臭氧对于我们来说是极为重要的,可以说,没有臭氧,我们都会死于紫外线的强烈照射之下!这里翻译了一些关于臭氧的信息,来源于http://en.wikipedia.org/wiki/Ozone,中文维基为http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%87%AD%E6%B0%A7&variant=zh-cn

臭氧,英文名为Ozone或trioxygen,化学式$O_3$,每个臭氧分子含有3个氧原子,属于三原子分子。与氧气是同素异形体(组成元素相同,但是结构不同,所表现出来的性质也不同),但比氧气更不稳定。在地表上的臭氧是一种空气污染物,对人和动物的呼吸道系统会产生有害影响。而大气层上部的臭氧层则能够吸收大量的紫外线,使地球的生物不受过量紫外线的侵害。

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