第9章 這道題有點難度啊
首先假設物體某時某刻距離地面的高度是h,然后列出這個高度時的重力加速度。
那么當時間為0的時候,高度h為R。
當時間為t的時候,高度h為0。
于是就能列出一個二階微分方程。
最后求出t。
雖然解題思路不難,但因為要兩次積分,過程非常復雜。
隨著直播的鏡頭切換到黃志曉身上,看著鏡頭下黃志曉的奮筆疾書,顧然默默點了點頭,很顯然,他就是按照這個方法在做。
但人畢竟不是電腦,這個計算的步驟又是死的,所以恐怕沒有十分鐘是算不出來了。
顧然沒有比賽,所以他在得到解題思路之后,就不用浪費時間計算了。
而是把剩下的時間用來思索是否有其他的解題思路。
在黃志曉計算的時候,超級大腦節目組也沒有閑著。
或許是看彈幕上不理解的人太多了,于是主持人主動詢問特邀嘉賓對這道題的評價。
算是為彈幕上的疑問進行回應。
特邀嘉賓是中科院國家天文臺的院士崔志敏教授,算是天體物理方面的權威。
超級大腦邀請這么一位嘉賓過來,一方面是當做評卷老師,另一方面也是方便在這種長時間等待中,與觀看直播的網友進行互動和解疑。
崔志敏教授在聽到主持人的詢問之后,也闡述了自己對于這道題的看法:“這道題是很容易把人帶偏的。”
“不同教育程度的人,看到這道題的反應和得到的答案也是不同的。”
“對于我們初高中的小觀眾來說,只需要考慮自由落體運動就可以,所以根據自己的物理知識,只運用運動學的加速度公式就能夠得出答案。”
“但對于臺上的選手來說,需要考慮的因素就很多了,比如在高度降低的過程中,加速度不斷的變化,再比如運動的過程中,需要考慮運動軌跡,各種因素雜糅在一起,其實是一個迷惑性很強的題目。”
“不過這道題解題思路并不復雜,我相信黃志曉選手已經有了自己的方法!
“另外,我可以透露一點,最后得出來的結果,應該是一個準確的數字!
“至于為什么會是一個準確的數字,因為給定的背景是地球,正因為是地球,所以變相的給出了我們許多隱形的參數!
“比如自轉周期,公轉周期,密度、第一宇宙速度、角速度等!
在聽到崔志敏教授的分析之后,原本熱鬧哄哄的彈幕,一時間就冷靜了下來。
那些叫囂著自己隨手就算出答案的人,再也不說話了。
這一張口就暴露學歷,誰還敢說話當小丑?
顧然從桌子上抽出一張A4紙,寫寫畫畫了起來。
沒多久,他從另外一個角度,給出了一個新的解題思路。
假如把地球看作質點,給物體一個很小的初速度呢?
這樣的話,根據開普勒第一定律,物體就會做橢圓運動。
地球這個質點就是橢圓的焦點。
根據開普勒第二定律,物體的切向速度乘以速度到焦點的距離是個定值,所以剛開始運動的時候,物體到地球焦點的距離是高度R加上地球半徑R等于2R,而到地球的另一側因為速度無窮大,所以距離也就約等于0了。
再根據開普勒第三定律,周期的平方和半長軸的立方成正比。
而物體繞地球一圈,和衛星以第一宇宙速度繞地球一圈的時間是一樣的,也就是一小時四十四分。
這些前置條件完成之后,再把地球慢慢放大到R的尺寸,發現物體轉不完一圈就會落在地球上。
也就是說只用開普勒三大定律,再加上高中的一些計算,就能得出物體落地的時間。
唯一麻煩的計算不過是物體掃過的面積,也就是四分之一個橢圓加上一個直角三角形,最后用開普勒第二定律將面積做比,得出落地時間大概是34.5分鐘。
顧然看了一下時間。
從思路的靈光一現,到算出最后的答案,總用時不過兩分鐘。
這個做法肯定不是最標準的思路,但數學物理就是這樣,往往曲徑通幽才更讓人驚喜。
顧然把紙又揉成一團,看黃志曉那邊恐怕還要用上一段時間,就愜意的磨了杯咖啡。
然后悠然的欣賞著夜景。
差不多十三分鐘左右。
黃志曉提交了第二道題的答案。
第一道題節省下來的時間,在第二道題上徹底用完,甚至還占用了后面的時間。
余下來八道題,平均時長進一步被壓縮。
主持人收走黃志曉的答案之后,報了一下時間:“剩余時長三十二分鐘,請看大屏幕,繼續作答。”
第三道題目浮現到大屏幕上之后,彈幕區異常安靜。
無論是黃志曉本人,還是顧然、網友們都懵逼了。
【現在一顆絕對星等-3.5的星人們勉強可以看見,馬門溪龍也能勉強看見。問該恒星發生了什么變化?】
“不是,這是啥題目?”
“這也太離譜了吧?”
“馬門溪龍是什么玩意兒?”
“他能看見不能看見管天文學啥事兒?”
似乎是因為題目過于偏門,崔志敏教授及時解釋道:“馬門溪龍是1.5億年前活動于川渝一帶的恐龍,最早的化石標本,就是在我們的川渝地區發現的。”
“我們都知道,人類瞳孔和馬門溪龍的瞳孔直徑比大致和頭部高度比例是一樣的,人類大概是二十五厘米,馬門溪龍大概是一米二五到一米七五,所以這道題也是經典的天文學題目!
崔教授的解釋,算是給黃志曉補充了一些信息,但這題也未免太邪性了。
彈幕大神們對于世峰娛樂出的題,也都是叫苦不迭。
“不是,你不說誰知道人和恐龍的瞳孔直徑比。俊
“怎么凈出些這種奇葩的題目?”
“這題比第一輪的題目難得多得多了!”
“別說做了,看這題目都懵逼!
顧然也是哭笑不得的搖了搖頭,如果沒有崔教授的補充,這道題他還真做不出來。
不過崔教授補充之后,這道題就又變的太簡單了。
相當于變相的問,什么情況會讓恒星在一兩億年的尺度上變亮三到四個星等。
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