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現在的太空題材電影里,飛船都會通過旋轉來獲得重力,這是什麼原理?

現在的太空題材電影里,飛船都會通過旋轉來獲得重力,這是什麼原理?



就是常說的「離心力」,也有說」向心力「的——反正就是這玩意兒。

但是,這個只是「模擬重力」,並不是真正的重力。


畫一個簡圖會易於理解。

現在的太空題材電影里,飛船都會通過旋轉來獲得重力,這是什麼原理?


圓筒在旋轉,圓筒裡面的小人,受到一個向前的摩擦力,同時,這個力也提供了向心力。


假設圓筒在旋轉的時候小人腳下一個門突然打開,小人就會被沿著圓筒外緣的切線方向「扔」出去,由於圓筒外緣的內壁提供了向心力,所以小人才能在門沒打開的時候會一直能夠站在外緣內壁上。


在此時,如果小人放開手中的一個小球,小球會沿著紅色的箭頭方向前進——同時由於小人也在「前進」,所以在小人看來小球是向下運動——實際上是沿著小球所在的圓周切線「掉到」地面上。


假設有一個外力直接把小球以絕對坐標固定不動的狀態放在圓筒里,小人看到的球就不是「向下掉」,而是向後飄(空氣阻力),然後掉到地上。


再根據上面的假設繼續,假設圓筒內沒有空氣,小人看到的小球軌跡就會變成飄在圓筒內的一個圓:小球不再「掉到」地上了。

從上兩個假設就能看出來,由向心力產生的「重力」和真正的重力是不一樣的。


旋轉速度越快,提供的向心力越大,「重力」就越大。


理解這事兒的關鍵點是要在一個統一的坐標系下理解。

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