E=(1/2)×m×v^2 算出棒球撞地球的能量

1个回答

  • 棒球是相对于太阳系中心而言静止,对于地球有速度,大小等于地球公转线速度大小.由于是正碰,可直接用参考系变换得到棒球相对于地球的速度大小为29.78km/s,所以棒球自身的动能Ek=0.5mv²=88684840J.对棒球来说地球质量很大(地球质量约为棒球的3*10^25倍),因此地球在碰撞前后速度改变忽略,即认为动能不改变.那么如果忽略大气层对棒球的阻力作用,棒球会和地球完全非弹性碰撞,动能完全损失,即88684840J的动能转化为热能.

    但这里忽略了地球引力和大气层的阻力作用.如果考虑引力,那么棒球相对地球具有引力势能(地球公转轨道半径r约为1.5*10^8km,那么棒球从初始位置到当碰撞后引力势能转化为机械能的量最大为ΔEp=GMm/2r=266800J),实际能量会增大(由以上计算可知基本上可以忽略);考虑到大气层的作用,棒球在碰到地表之前就会烧完,根本碰不到地球,问题无法解答.