Hvad ville der ske, hvis du affyrede en pistol på et tog, der kørte så hurtigt som en kugle?

Dette er et godt spørgsmål, fordi det involverer begrebet referencerammer . Det hurtige svar er, at i forhold til dig, kuglen vil altid rejse med samme hastighed. I andre referencerammer, imidlertid, uventede ting kan ske!

Du har måske hørt om Newtons første lov:

"Hvert legeme vedvarer i sin tilstand af hvile eller ensartet bevægelse i en lige linje, medmindre det er tvunget til at ændre denne tilstand af kræfter, der er påvirket af det."

Vi kunne omformulere dette lidt og sige, at et legeme i bevægelse har en tendens til at forblive i bevægelse, og et legeme i hvile har en tendens til at blive i hvile, medmindre det påvirkes af en ekstern kraft.

Forestil dig, at du er på et perfekt jævnt hastigtog, bevæger sig med en ensartet hastighed (ikke accelererer eller drejer), i en bil uden vinduer. Du ville ikke have nogen måde at vide, hvor hurtigt du går (eller hvis du overhovedet bevægede dig). Hvis du kaster en bold lige op i luften, det kommer lige ned igen, om toget sidder stille eller går 1, 000 mph. Da du og bolden allerede bevæger sig med samme hastighed som toget, de eneste kræfter, der virker på bolden, er din hånd og tyngdekraften. Så bolden opfører sig nøjagtigt, som den ville gøre, hvis du stod på jorden og ikke bevægede dig.

Så hvad betyder det for vores pistol? Hvis pistolen skyder kugler på 1, 000 km / t, så vil kuglen altid bevæge sig væk fra pistolen ved 1, 000 mph. Hvis du går foran på et tog, der kører ved 1, 000 km / t og skyd pistolen fremad, kuglen vil bevæge sig væk fra dig og toget ved 1, 000 km / t, ligesom det ville, hvis toget blev standset. Men, i forhold til jorden, kuglen vil rejse ved 2, 000 km / t, kuglens hastighed plus togets hastighed. Så hvis kuglen rammer noget på jorden, det rammer 2, 000 mph.

Hvis du skyder kuglen bag på toget, kuglen vil stadig bevæge sig væk fra dig og pistolen ved 1, 000 km / t, men nu vil togets hastighed trække fra kuglens hastighed. I forhold til jorden, kuglen vil slet ikke bevæge sig, og det vil falde direkte til jorden.

Hvad er sandt for kugler, imidlertid, er ikke sandt om nogle andre ting, som du måske "skyder" fra forsiden af ​​toget. Et godt eksempel er lydbølger . Hvis du tænder for stereoanlægget i din stue, lydbølger "skyder ud" af højttaleren med lydens hastighed - noget som 700 mph. Bølgerne propagerer gennem luften med den faste hastighed, og de kan ikke gå hurtigere. Så hvis du sætter en højttaler foran 1, 000 km / t tog, lydbølgerne forlader ikke toget kl. 1, 700 mph. De kan ikke gå hurtigere end lydens hastighed. Dette er grunden til, at fly, der rejser hurtigere end lydens hastighed, skaber lydbomme.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Hvis du snurrede en karrusel hurtigt nok, kunne du få karruselkanten til at gå næsten med lysets hastighed, så tiden stod stille for folk på karrusellen?
• Sådan fungerer maskingeværer
• Hvordan jernbanevåben fungerer
• Sådan fungerer revolvere
• Sådan fungerer Maglev -tog

Flere store links

• Newtons tre bevægelseslove