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力的傳播速度最快是多少(遠小於光速,光速,還是無限大)?

2024-08-27心靈

超光速的日經問題,就是孫悟空的金箍棒 。孫悟空推一下3億米的金箍棒,力的傳遞就超光速了。孫悟空拿著3億米的金箍棒輪一圈,金箍棒超了好幾十倍的光速。為什麽是孫悟空的金箍棒呢,因為這只存在於神話中,現實中沒有這樣的東西,現實的棍子受力會變形。

在物理學中,我們常常會遇到有關力的傳播速度的問題。例如,一根鐵棍一端受力後,另一端什麽時候才會產生影響?對於這個問題,我們需要分清楚,實際上不是力的傳播,而是變形的傳播。

力的傳播 vs. 變形的傳播

首先,我們要明確一個概念:力本身並不是以某種速度傳播的。力是一個作用,施加在物體上的某一部份,它會引起物體的變形或加速。而在一個固體介質中,受到力作用的部份會透過產生應力和應變,引起其他部份的變形,這種變形的傳播才是我們要討論的內容。

在固體材料中,變形的傳播是以波的形式進行的,這種波稱為彈性波。彈性波在材料中的傳播速度是有限的,這個速度與材料的性質有關。

一維彈性波動方程式的推導

我們以一根細長的均勻鐵棍為例,假設它在 x 方向上延伸。設鐵棍在平衡狀態下的長