从大陆一端到另一端的滑行

来源 :飞碟探索 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwwww1980wwwww
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  要想在美国大陆上完成这样的滑行,需要的坡度实在是太陡了,根本不可能做到。但是我们可以退而求其次,我建议选择夏威夷群岛的毛伊岛进行这次滑行旅行。
  首先,要解决物理学问题。自行车沿坡度下滑时,在一段足够长的斜坡上自行车将达到一个稳定的滑行速度。在一个陡峭的山坡上,滑行速度会很快,而在一个和缓的坡度上,滑行相对较慢。
  能够保证自行车一直稳定向前滑行的最小倾斜坡度取决于自行车的滚动阻力系数。实际上,计算最小斜率(斜率指在一定水平距离上的水平落差)的公式非常简单:最小斜率=滚动阻力系数。


  “坡度等于摩擦系数”(滑动摩擦和滚动阻力以不同的方式发生作用,但在这类问题上,它们的系数是等价的。如果你想更加精确,你可以将它们称为“阻力系数”,不过更常用的术语是“摩擦系数”)在物理学上是一条很便利的一般规则:物体表面之间的摩擦系数等于物体能在其上发生滑动的最小坡度。(静摩擦系数是物体刚刚能在其上滑行的那个斜率,通常是较低的。动摩擦系数是初始阶段施加一个力就能使物体在其上滑行的斜率。)
  在理想情况下,一辆性能良好的自行车,其滚动阻力系数可以低至0.002,或者1/500。这就意味着,要在水平方向移动800千米,需要一个不小于1.6千米的垂直落差。从纽约到洛杉矶,大概有4000千米,要想滑行完这段距离,起始处的垂直高度则要不低于8千米——这个高度已经高于北美最高峰的海拔了。我建议带上氧气瓶。
  但我要事先提醒一下:这趟旅程需要花费一段时间。自行车的滚动阻力主要来自其滚动时轮胎变形的方式,而与你滑行的速度没有多大关系。另一方面,当你加速时,空气阻力会增大,而且在绝大多数情况下,空气阻力就是作用于一辆运动中的自行車的主要阻力。要计算出一辆自行车在下坡时的滑行速度,你需要求出一个点。在这个点上,空气阻力与重力造成的向前的拉力相平衡。在这种情况下,自行车将不再加速。
  对于坡度0.2°或0.3°的极缓下坡,自行车几乎滑动不起来,最高速度也慢于平常踱步的速度。要想达到一个能使重力和阻力平衡的速度,就需要把坡度再加那么一些。这样,纽约和洛杉矶之间的水平落差,就要比之前说过的已经高得不可思议的8千米还要高!
  但至少自行车是一种相当擅长滑行的机械。滑雪虽然也是一项擅长滑行的运动,但滑雪运动过程中的阻力系数比自行车的滚动阻力系数要高大约10倍。
  从洛杉矶滑雪去纽约,完成同样的路程,滑雪者的起始速度要比骑自行车的起始速度快10倍。这就不是从山顶出发的问题了,而是要从天际出发了。所以,不存在这样的场所,不仅因为我们根本建不成这么高的斜坡,还因为即使在低温情况下冰雪也是不稳定的。


  实践过程中,在理想情况下的坡道上,自行车能滑行的水平距离大概最远不会超过几百千米,而且这要求一种非常理想的情况。在现实情况中,这种滑行的最长距离可能是从哈雷阿卡拉火山骑自行车冲下山,从大约3000米高的地方一路冲到海平面位置,路程大约56千米,一路上都不需要踩踏板。
其他文献
章鱼、鱿鱼和乌贼以能够完成复杂的行为而闻名,比如打开水族箱的盖子逃走或是迅速改变皮肤伪装色以躲避捕食者。一项由美国海洋生物实验室的乔舒亚·罗森塔尔、以色列特拉维夫大学的伍兹·霍尔、伊莱·艾森伯格和诺亚·利什科维奇·布劳尔领衔的最新研究显示,它们的神经系统在进化过程中包含了一种与众不同的机制:牺牲基因组DNA的进化来换取大量的RNA编辑。  在此次研究中,科学家发现,鞘形亚纲头足纲动物神经系统内的编
期刊
我们都知道,人终究会死。这可能是负担,也可能是祝福。  父母的内心深处总有一个紧紧盘绕的噩梦:他的小孩会死亡。这个噩梦可能会在合理的时间出现,例如当小孩跑到街上;也可能在安静的时刻偷偷袭来。这种恐惧,是父母保护自己孩子的一个有益的进化性动力,但是它仍然困扰着父母们。  古罗马时期著名的斯多葛学派哲学家爱比克泰德(约55—约135)建议父母们感受那种恐惧。“亲吻你的小孩的时候说一句‘明天你可能会死’
期刊
众所周知,就在刚刚过去的2017年10月3日,北京时间17时45分, 瑞典皇家科学院揭晓了2017年度诺贝尔物理学奖的获奖者名单。三名来自美国的物理学家——基普·索恩(KipS. Thorne)、巴里·巴里什(BarryC .Barish)和雷纳·韦斯(Rainer Weiss)——因“激光干涉引力波天文台”项目(LIGO,Laser Interferometer Gravitationalwav
期刊
飞机使用可变形的机翼代替传统的刚性机翼,可以减少噪音并节省燃料。  一个多世纪前,航空业的先驱想出了一种使用带襟翼的刚性机翼来产生足够升力的方法,从而将笨重的飞机送上了天空。这是人类历史上最伟大的进步之一,也是交通运输新时代的开始。飞机以及依靠飞机的航空业目前已经成为世界上最大的行业之一,航空旅行每年的收入超过7000亿美元。  然而,商业航空公司在燃料方面的支出超过了其运营成本的25%,使得航空
期刊
今年夏天,我带着家人去赫尔福德河上的康沃尔度假,河流南端的半岛名叫“蜥蜴”,是非常美丽的一个地方。站在它的悬崖上,意味着你到了不列颠本土的最南端。河的北端是法尔茅斯港,1851年以前,不列颠帝国邮政业务的船只从这里频繁进出。这一带到处都是人迹罕至的美景,与其他地方荒凉的大西洋海滩形成鲜明对比。  一天傍晚,我从河边一个酒馆回家时目睹了一次激动人心的自然景观:在我们身后的太阳照耀之下,通向大海的河口
期刊
美国航空航天局的费米伽马射线太空望遠镜在银河系的邻居仙女座星系中心观测到一种信号,或许能够证明那里有暗物质结构的存在。  伽马射线是光线的最高能形式,由宇宙最高能量现象产生。在类似银河系这样的星系里,伽马射线是很常见的现象,因为宇宙射线——以接近光速移动的粒子——与星际云和星光相互作用时,就会产生伽马射线。  令人吃惊的是,最新的费米数据表明,仙女座伽马射线局限在该星系中心,而不是完全展开。为了解
期刊
2015年9月,科学家宣布发现一种前所未见的人类近親(人族),它被称为“纳莱迪人”  (Homo naledi),住在南非一个洞穴深处。现场发掘出了1500多块骸骨化石。这是一个令人惊  喜的数字,通常一块地里发现一颗牙齿都值得庆贺。如此丰厚的化石宝藏揭示了这个物种的许多信息,但也留下一个重要的疑问:纳莱迪人生活在什么年代?科学家没有找到证明这些骸骨化石年龄的证据。如果没有这些信息,在盘根错节的人
期刊
美国威尔逊山天文台坐落于洛杉矶郊外的圣加布里埃尔山脉,人类有关宇宙探索的数次重大飞跃性发现都产生于此。1924年,埃德温·哈勃在此证明了河外星系的存在,此后还发现了宇宙正在扩张的可靠证据。现在,威尔逊山又迎来了另一个天文观测上的飞跃。  这一突破性发现仰仗于干涉测量法:天文学家将来自大间距分布望远镜的光进行组合,以产生直径等同该间距的虚拟望远镜。这种技术可以分解标准望远镜无法辨别的小细节。  20
期刊
冥王星一直被视为一个遥远、寒冷、毫无生命迹象的世界。然而,2015年第一艘行经冥王星的太空飞船为我们揭开了这颗矮行星的许多奥秘,带来了许多惊喜。  “新地平线”号探测器获得的数据已于2015年10月传回地球,但科学家需要多年时间才能完成对探测结果的分析,并将其整理成型。初步分析提供了有关冥王星复杂的化学成分的一些耐人寻味的线索,甚至是冥王星表层下生物起源之前的进程中一些形式的线索。有机雾霾的复杂成
期刊
腔棘鱼是一群古老的鱼类,具有古怪的附肢,多骨、多肉、多肌。它们大量存在于大约3.9亿年前泥盆纪时期的化石中。然而,在大约6600万年前,即与恐龙灭亡的时间同步,腔棘鱼完全消失了。在很长一段时间里,研究人员甚至认为它们已经灭绝了。但是,1938年,有人在南非沿岸发现了腔棘鱼。  这件事带给我们的启示是:证据的缺失(比如说缺少腔棘鱼化石)并不能证明其已经灭绝。举一个偏滑稽的例子,有一种“隐生物学家”的
期刊