在我们生活中 有哪些物体运用了多级加速 一些常见物体的速度
相对论在生活的运用有那些?
相对论是20世纪最著名的科学理论之一,但它能在多大程度上解释我们在日常生活中看到的事物呢?
相对论于1905年由阿尔伯特·爱因斯坦提出,它认为物理定律在任何地方都是一样的。该理论解释了物体在时空中的行为,它可以用来预测一切,包括从黑洞的存在,到重力导致光的弯曲,再到水星的轨道行为。
这个理论看起来好像很简单。第一,世上没有“绝对”的参照系。每次当你测量一个物体的速度,或者它的动量,或者它如何经历时间的时候,它总是和其他的东西有关。第二,不管是谁测量光速,或者测量光速的人速度得有多快,光速都是恒定的。第三,没有什么能比光速更快。
爱因斯坦最著名的理论有着深远的意义。如果光速是恒定的话,这就意味着一个相对于地球来说运动速度非常快的宇航员,在测量秒数速度的时候将会比在地球上的测量者经历更长的时间——对宇航员来说,时间实际上变慢了,这一现象被称为时间膨胀。
大重力场中的任何物体都在加速,所以这些物体也会经历时间膨胀。与此同时,宇航员的宇宙飞船也将经历长度收缩,这意味着如果你在飞船飞过时给它拍张照片,它看起来就会像在运动方向上被“压扁”了。然而,对宇航员来说,一切似乎都很正常,此外,从地球人的角度来看,宇宙飞船的质量似乎会增加。
但想要看到这种相对论效应,你并不一定需要一艘能够以接近光速的速度运行的宇宙飞船。事实上,我们可以在日常生活中看到相对论的一些例子,我们今天使用的技术也证明爱因斯坦是正确的,下面就是我们能够看到相对论的一些方式。
电磁铁
磁力是一种相对论效应,如果你现在正在用电的话,你可以感谢一下相对论,因为没有相对论就不会有发电机。
如果你把一圈导线穿过磁场,导线中就会产生电流。导线中的带电粒子会受到不断变化的磁场影响,磁场迫使其中一些带电粒子移动就会产生电流。
但现在想象有一条静止的导线,这次移动的是磁铁,在这种情况下,导线中的带电粒子(电子和质子)不再运动,按理说磁场不应该影响它们才对,但导线中依然有电流存在,这表明参考框架并不是绝对的。
加州克莱蒙特波莫纳学院(Pomona College)的物理学教授托马斯•摩尔(Thomas Moore)利用相对论原理,证明了法拉第定律(Faraday’s Law)的正确性。法拉第定律认为,不断变化的磁场会产生电流。
摩尔说:“由于这是变压器和发电机的核心原理,所以任何用电的人都在体验着相对论带来的好处。”
电磁铁也通过相对论起作用。当直流电(DC)通过导线时,电子就在物质中流动。通常情况下,导线看起来是电中性的,没有净正电荷或负电荷,这是质子(正电荷)和电子(负电荷)数量相同的结果。但是,如果你在它旁边放另一根带直流电的导线,导线会相互吸引或排斥(这取决于电流的方向)。
如果电流沿同一方向运动,第一根导线上的电子就会认为第二根导线上的电子是静止的。(假设电流的强度大致相同)。同时,从电子的角度来看,两根导线中的质子看起来都在运动。由于相对论性的长度收缩,它们之间的距离也似乎更近,所以每根导线的正电荷比负电荷多。由于同性电荷相斥,这两根电线也会相斥。
而相反方向的电流则会在两根导线之间产生引力,因为从第一根导线的角度看,另一根导线上的电子更密集,产生净负电荷,与此同时,第一根导线中的质子产生净正电荷,相反的电荷就会相互吸引。
全球定位系统
为了让你汽车的GPS导航功能可以正常地准确工作,卫星必须要利用到相对论效应。这是因为即使卫星没有以接近光速的速度移动,但它们的速度仍然相当快,同时卫星也在向地球上的地面站发送信号。由于重力作用,这些地面站(以及你车里的GPS装置)的加速度都比轨道上的卫星要高。
为了获得精确的精度,卫星使用的时钟精确到十亿分之一秒(纳秒)。由于每颗卫星在地球上方12,600英里(20,300公里)的高空以每小时约6,000英里(10,000公里/小时)的速度移动,所以每天大约会有4微秒的相对论性时间膨胀。加上重力的影响,这个数字会上升到7微秒。也就是7000纳秒。
这些差别是非常真实的:如果不考虑相对论效应的话,一个GPS装置在今天会告诉你到下一个加油站只有半英里(0.8公里)的距离,但是在仅仅一天之后它就会改口说成有5英里(8公里)远。
列出10个生活中常见物体的大概速度
人跑步:5m/s
自行车:8m/s
公交车:12m/s
汽车:14m/s
地铁:17m/s
摩托车:22m/s
火车:30m/s
高铁:80m/s
声音:340m/s
光:300000000 km/s
生活中常见到的加快或减慢化学反应速率的实例有哪些?
加快化学反应速率:
烧煤时将煤块弄小点更容易燃烧(增大一定量固体的表面积,利于化学速率的加快)
做面食类(如馒头),之前的发酵其实用的就是酵母菌的催化(催化剂)
减慢化学反应速率:
食用油脂里加入没食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸败(催化剂——PS:催化剂不一定都是加快反应速率,这里的没(读mo)食子酸就是一种减慢速率的,即负催化剂)
还有比如说我们将铁表面油漆,就是为了减慢化学反应速率(接触面积)
此外还有很多很多~~
日常生活中你知道哪些常见物体的速度?
声速大约每秒3百多米
光速每秒30万公里
运动员百米跑的速度大约每秒10米
人走路的速度大约每秒3米