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【组图】拉动一根2光年长的棍子,另一端会立即跟着移动吗?|张双南专栏_搜狐科技_搜狐网

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原标题:拉动一根2光年长的棍子,另一端会立即跟着移动吗?|张双南专栏

作者:张双南

如果你在一端拉动一根2光年长的棍子,棍子的另一端会立即跟着移动吗?

不会的。原因很简单,力的传递是需要时间的,不管那个棍子是什么材料做的,都需要时间传递。这也许不符合你的直觉,但是实际上就是如此!

我们一开始学力学的时候,都不考虑力的传递过程,这是为了简化问题,便于计算。比如,我们通常假设受力运动的物体是“刚体”,也就是这个物体不会变形,那么在这种情况下,通过刚体的力的传递的确就不需要时间。所以如果你假设你的棍子是刚体,你就能够得出棍子的另外一端立即跟着移动的结论。

但是,“刚体”仅仅是假设,真实世界里并没有刚体,只是在很多情况下物体的性质很接近刚体,我们即使不考虑它的形变,计算得到的结果也是足够精确的。

在真实的情况下,你给一个物体施加力的时候,这个物体必然会发生形变,当然不同的物体形变不同,比如金刚石的形变就比一般物体要小很多。物体一旦发生形变,它就会抵抗这个形变试图恢复原来的状态,于是就发生了振动,这个振动就开始传递

这个振动的传递和声音在空气里面的传播机制是一样的。空气分子并没有从一个地方传递到另外一个地方,是后面的空气分子的振动传递给了前面的空气分子的振动。因此在任何物体里面形变的振动都会传递,传递的速度就称为这个物体的“声速”。

常温常压下空气的声速大约是每秒350米,水的声速大约每秒1.5公里,金属材料的声速要高得多,一般都是每秒几公里,大约相当于光速的十万分之一。因此,对于2光年长的金属棍子,你在一端拉动,另外一端会在大约20万年之后动

但是,上面的回答是假设了声波在传递到另外一端的时候还没有衰减到零,然而,声波的传递总是有衰减的。所以除非你的力气大的难以想象,你拉动棍子产生的声波几乎不可能传递到2光年长的金属棍子的另外一端,所以不管你在这边怎么折腾,棍子另外一端都不会有任何反应,等多长时间都没用。

作者名片

编辑、排版:晓岚

题图来源:123

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