有趣的量纲问题分析

1.河水冲刷能力的问题:如果水流的速度变为原来的两倍,那么能冲走物体的质量就是原先的64倍(量纲分析)

2.烧烤问题:如果烤一只小全羊要用的时间为1小时,把一只质量两倍于小羊的大羊烤到同样熟的程度用的时间不是1小时、不是2小时,而是1.26小时左右(仍然是量纲分析)

3.记得以前科教频道播放过一期“动物运动会的节目”,把各种动物等比例放大到人类的尺度然后将它们的力量、速度、跳跃高度也按相同比例放缩来比出动物界的运动冠军。这么想当然的给出结论显然是错误的

跳蚤能跳1米左右,把他的个头大小放大1000倍,他并不能跳1000米,还是只能跳1米。因为跳得多高取决于起跳初速度v,

v^2=2gh,即高度h正比于v^2

能量也正比于v^2,并且能量还正比于质量m

h~v^2~E/m。这个式子表明,当质量放大时,虽然跳跃动能也放大了,然而h却正比于比动能(E/m值越大,跳得越高)所以,不管把跳蚤放大再多倍,它还是只能跳1米。

还有举重冠军昆虫,昆虫虽然能举起比自己重几十倍的物体,但是若是把昆虫放大来,其体重的增长会快于其承受重量的能力(重量正比于L^3增长,承重能力正比于L^2增长,L为体长)——也就是说,放大到人类大小的昆虫非但举不起大重量,甚至有可能被自己的体重压垮!

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