汽车中的悬浮气球如何运动?
发布网友
发布时间：2022-04-25 13:10
共5个回答
热心网友
时间：2023-12-04 06:07
你可以想象在一个密闭的汽车里（车窗密闭），在车顶用细线吊着一个小铁球。
那么当车开动时，小铁球会怎样？
会静止还是动？
答案是小铁球会向后摆动。因为小铁球有惯性。
我们再假设一个东西，
我们还是举例在密闭的汽车里。
假设在汽车的地板上有一个细线细线上栓一个氢气球，因为是氢气球，所以气球会漂浮起来，然后会悬浮在空中不动。
那么当气车开动时，气球会怎样？（你可以做这个试验，这个试验做起来不难，买个氢气球，你牵着它，坐到汽车里）
答案是什么呢？（你最好先去做上面的试验再来看下面的答案）
理论上气球会相对于汽车静止不动。
但事实上，气球会向后摆动。
为什么会这样呢？
因为气球和上面那个小铁球一样也会有一个静止的惯性。我们通过物理学可以知道。除非气球受到外力的作用，否则气球将保持静止的惯性。
也就是说，如果汽车往前开，而气球因为没有和车体接触（和汽车上坐着的人不一样，汽车上坐着的人和汽车是接触的），所以当汽车开动时，汽车车体不能给气球一个外力，不能改变气球的静止惯性。所以汽车开动时，气球应该相对于大地保持静止（气球相对汽车是运动的），即气球会撞到汽车的后尾。
但是上面的分析中，我们忽略了一个物质，即空气。汽车里的空气本来也会保持相对静止的惯性。但是空气是与汽车接触的，当汽车开动时，汽车的尾板会推动汽车里的空气向前运动。而空气又会推动气球向前运动。所以这样一来，气球在空气推力的作用下，向前运动，并保持和汽车一样的速度。
以上是理论的分析，如果你做了我上面说的试验，你会发现，实际上，当汽车开动的那一瞬间，气球还是会向后摆动一下。
这是为什么呢？因为惯性只与物体的质量有关，如果你想改变物体的惯性，你需要给这个物体一个力，力的大小决定了物体改变惯性时的加速度。注意看看物理书上对加速度的定义。加速度与物体的质量以及外力的大小有关。而汽车里的空气因为在汽车刚起动时，无法给气球一个足够的力，所以气球还是会向后摆一下。
而上面例子中的小铁球只所以会向后摆，也时因为空气没办法给小铁球一个足够的推力来改变它的加速度。
我们再回到你说的那个苍蝇上。通过上面的解释你应该清楚了。汽车开动时，苍蝇会不会动，决定于空气对它的推力大小以及苍蝇本身的质量大小。如果我们把苍蝇换成一只鸟。你可以知道，汽车开动时，鸟不会随汽车一起动，而是向后摆。而苍蝇到底会不会相对汽车保持静止，关键是看苍蝇的质量大小和空气的推力大小。这个需要计算苍蝇的横截面来计算空气的推力。并通过苍蝇的质量来算出加速度。并和汽车的加速度来对比，从而确定苍蝇到底会不会相对汽车静止。
我没有计算，所以这里不好说苍蝇到底会不会懂，但是大概来看，苍蝇不会相对汽车静止，即苍蝇会向后摆动。因为空气的推力不够大。
如果你把苍蝇换成蝴蝶，那么答案可能又不一样了。
当然要注意的是我们现在讨论的是汽车刚启动的一瞬间。当汽车已经保持匀速直线运动状态时，苍蝇也就保持匀速直线运动的惯性了，所以苍蝇那个时候就会相对汽车静止了。
同样，汽车刚开动时，坐在里面的人会突然向后仰一下，并会感受到椅子背的压力。但当汽车匀速直线运动后，人和车就会相对静止，椅子背就不会对人有压力了
楼主能提到这个问题，证明楼主还是很聪明的一个人，懂得思考，懂得从生活中发现问题。但楼上很多人对这个问题的回答却太想当然。根本没有认真思考就凭感觉做出一个答案。
我们分析一个物理问题，一定要用物理的方法去计算和证明，而不能想当然。
这个问题关键是涉及到“惯性”、“空气推力”、“加速度”这3个物理量。
打字打的手都累了，好了，结束。
热心网友
时间：2023-12-04 06:08
第一个条件，车内有空气，这时汽车启动，气球因为惯性原理还要保持静止状态。但由于封闭的车内充满气体，它们会随汽车一起运动，这时。它会慢慢地使气球跟着气车一起运动。
第二个：
这时，气球会保持静止状态，直到撞到车上。
因为，在真空状态下，是没有任何外力的。气球由于惯性原理，会保持静止状态，这种情况就类似于在宇宙真空环境中，太空物质会以原始状态保持运动或静止。直到有其它外力影响它。
事实上，楼主修改了回答后，我的解释也还是上面的，只是我不知道。楼主想要的是否就是这样片面的解释呢，还是想要以一篇论文的方式？
热心网友
时间：2023-12-04 06:08
这个时候再来抢分很不容易啊，抢不到要蒙受采纳率降低的风险，但是看着别人答不到点子上心头更痒，还是答一下：
把气球看作质点是正确的，但更重要的是考虑到加速度和空气惯性的影响。这里的关键是定义“悬浮”！！！
很多回答都很好，但是都没有弄清楚加速度和引力场之间的关系。根据爱因斯坦的等效原理，惯性质量和引力质量等价，也就是说加速度等价于地球引力。
空气在地球引力的作用下，按高度不同形成压力差。同理，在加速的汽车里，空气受惯性作用向车尾挤压，按据车尾位置不同形成压力差。有了这个结论就可以回答气球的状态了。关键还是“悬浮”。
悬浮要换成比较明白的语言说，气球等效密度比空气大还是小
气球等效密度比空气小，则在空气中往上飘，在加速的车里向汽车加速度方向运动。
气球等效密度比空气重，则可看作一个质点，与汽车加速方向相反运动。
至于题主说的与汽车不做任何接触的“悬浮”，我理解为：气球等效密度与空气相同，宏观上讲，气球应不动。考虑到空气被向车后挤压时，车后部空气密度增高，前部密度降低，气球在车前部时，将向后运动，气球在车后部时，将向前运动。
第二个问题，没有空气而又能悬浮的气球，因为条件不足，我只能想象为在太空的宇宙飞船中漂浮的一个气球（舱内没有空气），这时它仍是一个质点，因此飞船加速时，气球应向后运动。
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抢分生活非常不易啊
补充:
空气没有了惯性，是什么？？为了200分，还是努力想象一下
假设空气没有惯性，也就是说没有质量了，但仍保留空气的粘滞特性，不知道这是不是楼主想象的空气呢
如果是，气球要悬浮在空气中，要么也没有质量，也就是说气球没有了惯性质量，这时气球的受空气粘滞作用带动，随汽车向前运动。
要么气球还有质量，以一种不随汽车运动力场悬浮在空气中，汽车向前加速时，气球将向相反方向运动。
热心网友
时间：2023-12-04 06:09
在两种情况下,这个时候(汽车启动瞬间)气球都是会保持原来的状态--相对于地面静止(如果我们站在地面上看，会看到汽车启动直到它接触气球前,气球都是静止不动的)
1 注意点:
1.1这个情景中的一个非常重要的因素就是您所说的"忽略了空气因素",这个概念既是:忽略空气对于气球的影响.(当然,并不是指空气不存在,如果空气不存在,那气球就会由于内部的气压而爆炸了)
1.2当忽略空气因素时(其实您的意思还要忽略他们之间十分微弱的万有引力)气球与汽车是两个分开的物体,这与汽车是否封闭无关,因此您提到的情况实质上是两个完全(未接触前)的物体,他们的运动彼此毫不影响.
2 关键理论依据:
2.1 牛顿第一(惯性定律):惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。
2.2 惯性:一切物体都保持未受外力前,都保持原来的运动状态不变.
3 分析推理过程
第一步:气球拥有惯性
第二步:气球在汽车启动瞬间未受到汽车接触,于汽车,未受到任何外力作用
第三步:在汽车启动瞬间直到它接触气球前,由于气球与汽车未接触,因此保持原来的运动状态----0速度(相对地面静止)
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以上说的言语太书面了,换成更加简便易懂的说法即是:
由于气球在汽车启动时候没有受到任何外力作用,又因为力是改变物体运动方式的原因(牛顿第二定律:f=ma),因此气球在那一时刻一定是保持原来的悬浮状态了,既相对地面静止.
(由于您所述情景属于低于光速问题,所以不考虑用量子层面的理论去分析---即万有引力和其他的场里忽略不计,应用上述的牛顿经典运动理论足已解决
附加一句:如果考虑空气因素,那结果则大不一样,这不光设计到空气本身的惯性,还涉及到气球形状对球内部空气的张力分布而造成的气球悬浮时候的运动方式,然后综合各种因素对气球进行受力分析,就会得出结果,当然,这些都是题外话了, ^_^)
参考资料：我的大学物理
热心网友
时间：2023-12-04 06:09
在假设汽车为密闭状态下这个气球会悬浮在车中随车运动，因为汽车为密闭的，空气也是汽车一部分，包括空气中的悬浮物。假设汽车内部为真空状态时气球又会落在汽车的地板上，随车运动，因为真空中没有空气浮力，带动气球的是它与地板的磨擦力。
关于你的补充:你的补充实际是把汽球看做了一个不受任何外力的物体。这样话实际上是汽球与汽车是两个同向运动的物体，如果汽车均速运动，汽球同汽车保待相同的运动，相对汽车静止。如果汽车加速，汽球相对汽车向汽车后方运动，如果汽车减速，汽球相对汽车向汽车前方运动。
