如果您在火车上射出枪支的速度像子弹一样快,会发生什么?

在移动的火车上,子弹的速度是相对的。Emre Baser/Getty图像

这是一个很好的问题,因为它涉及参考帧。快速答案是,相对于您,子弹总是以相同的速度行驶。但是,在其他参考帧中,可能会发生意外的事情!

您可能听说过牛顿的第一定律:

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“每个人的静止状态或直线均匀运动的状态都持续下去,除非它被迫通过印象深刻的力来改变这种状态。”

我们可以稍微改写一下,并说运动中的身体倾向于保持运动,而静止的身体倾向于保持静止状态,除非外力采取行动。

想象您的超速行驶非常顺利火车,以均匀的速度移动(不加速或转动)没有窗户。您将无法知道自己走的速度(或者您是否正在移动)。如果您直接向上扔一个球,无论火车静止不动还是每小时1000英里,它将直接向下下降。由于您和球已经以与火车相同的速度移动,因此作用在球上的唯一力量是您的手,重力。因此,如果您站在地面而不移动的情况下,球的行为就像它的行为一样。

那么这对我们意味着什么?如果枪以1,000英里 /小时的速度射击子弹,那么子弹将以1,000英里 /小时的速度远离枪支。如果您前往以1,000英里 /小时行驶的火车前部向前射击,子弹将以1,000英里 /小时的速度移开火车,就像火车停止的情况一样。但是,相对于地面,子弹将以2,000 mph的速度行驶,子弹的速度加上火车的速度。因此,如果子弹撞到地面上,它将达到2,000 mph的速度。

如果您将子弹从火车的背面射出,子弹仍将以1,000英里 /小时的速度从您和枪支移开,但是现在火车的速度将从子弹速度中减去。相对于地面,子弹根本不会移动,它将直接落到地面。

但是,对于子弹而言,对于您可能会从火车前部“射击”的其他事情并不是正确的。一个很好的例子是声波。如果您打开客厅的立体声,声音波浪以声音速度“射出”扬声器 - 大约700英里 /小时。海浪以固定速度通过空中散发,它们的行驶速度不得更快。因此,如果您将扬声器放在1,000英里 /小时的火车的前面,声波将不会以1,700 mph的速度离开火车。它们的速度不能比声音速度快。这就是为什么飞机行驶速度比声音速度更快的原因声音繁荣

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