最近看了一個硬幣悖論Coin Paradox的影片,本來不覺得有什麼,後來想了一下還被卡住了半天,覺得還蠻有趣的,我們來看一下這個問題是這樣,一個硬幣如果貼著一條線由左往右走了半個波長πR,所以硬幣會轉半圈。
但如果這條線長度不變πR,但變成半圓形呢? 就如同靠著一個一模一樣的硬幣(可惜我只有一個)繞半圈,結果會變成轉了一圈,這好像跟上面的結果有衝突,這也是為什麼這題目叫做硬幣悖論Coin Paradox。
其實這個問題要說是視覺陷阱也不太對,下面我們一樣兩個硬幣黏在一起,右邊那個硬幣圓心不動轉半圈,這運動其實跟月球與地球的公轉與自轉一樣,公轉與自轉的速率是一樣的,但這裡可以看到硬幣自旋了180度也就是半圈,我們假設這個過程需要時間T好了,那角速度就會
𝜔=𝜋/𝑇
但實際上硬幣除了被帶著跑之外,本身也在旋轉,把距離拉長直線轉半圈的180度的時間一樣是T(也可以轉比較快,但這題意就是會等於上面固定繞半圈的時間),所以角速度也是
𝜔=𝜋/𝑇
所以等校的角速度就等於𝜔=2𝜋/𝑇,所以在T的時間內硬幣本身旋轉了360度一圈,如果用月球跟地球來比喻,月球是硬幣那自轉的速度就會是公轉的兩倍,那在某些時候就有機會看到月球的背面了。
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