如果你向一辆速度和子弹一样快的火车开枪,会发生什么?

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在行驶的火车上,子弹的速度是相对的。Emre Baser/Getty Images

这是个好问题,因为它涉及到参考帧.简单的答案是,相对于你,子弹总是以相同的速度移动。然而,在其他参考系中,可能会发生意想不到的事情!18新利最新登入

你可能听说过牛顿第一定律:

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"任何物体都保持其静止状态或直线匀速运动状态除非外力迫使其改变这种状态"

我们可以换一种说法,运动中的物体倾向于保持运动,而静止的物体倾向于保持静止,除非受到外力的作用。

想象你正行驶在非常平稳的速度上火车在一辆没有窗户的汽车里,以匀速移动(不加速或转弯)。你根本不知道你的速度有多快(或者你是否在移动)。18新利最新登入如果你把一个球直接扔到空中,不管火车是静止不动还是以1000英里每小时的速度行驶,它都会直接下来。由于你和球的运动速度已经和火车的速度相同,作用在球上的力只有你的手和重力.所以球的运动就像你站在地上不动一样。

这对我们的?如果枪以每小时1000英里的速度射出子弹,那么子弹总是会以每小时1000英里的速度远离枪。如果你走到一辆时速1000英里的火车前面,向前开枪,子弹就会以每小时1000英里的速度远离你和火车,就像火车停下来一样。但是,相对于地面,子弹将以每小时2000英里的速度飞行,这是子弹的速度加上火车的速度。所以如果子弹击中地面上的东西,它会以每小时2000英里的速度击中。

如果你从火车尾部射出子弹,子弹仍然会以每小时1000英里的速度远离你和枪,但是现在火车的速度会减去子弹的速度。相对于地面,子弹根本不会移动,它会直接落到地面。

然而,对于子弹来说是正确的,对于你可能从火车前部“18新利最新登入射击”的其他一些东西就不成立了。一个很好的例子是声波.如果你打开客厅的音响,声音声波以大约每小时700英里的声速从扬声器中“射出”。波以固定的速度在空气中传播,它们不能更快。因此,如果你在时速1000英里的火车前面安装一个扬声器,声波不会以时速1700英里的速度离开火车。它们的速度不能超过声速。这就是为什么飞机飞行速度超过音速的原因音爆

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