如圖,圖為一維完全彈性碰撞,求圓周率?

2019-10-30 9:09 am

回答 (2)

2019-10-30 11:55 pm
左邊有一堵牆,牆的右邊有一紅色滑塊,它的右邊又有一藍色滑塊。假設地面無限長無限光滑,紅藍兩物體都可視為質點,紅藍之間,以及它們和牆之間都作完全彈性碰撞。 先假設紅和藍的質量相同,紅和藍一開始都靜止。我們朝左推一下藍,讓它有個初始速度。藍運動一段時間後撞到紅(第一次),由於動能守恆和動量守恆的緣故,藍完全停止,而紅以原先藍的速度向左運動。紅撞到牆(第二次)後以原速率向右彈回,運動後又撞到藍(第三次)。接下去紅完全停止,藍向右一直運動。這樣一共會發生3次碰撞。
為什麼是3次?如果說這是因為圓周率π的第一個數字是3,你會不會覺得這種關聯太牽強?保持其他假設不變,只是現在藍的質量是紅的100倍。最初藍運動一段時間後撞到紅,這時因為藍的質量大於紅,藍並不會完全停止,而是會繼續向左以比原先稍慢的速率運動,而紅則會以比藍更快的速率向左運動,直到撞上牆向右彈回,然後又撞上藍向左彈回。這時藍向左運動的速率又慢了一點,而紅的速率則變得更快。這樣紅在藍和牆之間反復碰撞,直至把藍推動至向右運動。然後紅仍在藍和牆之間碰撞,藍向右的速率將逐次加快,而紅的速率則會逐次減慢,直至最終紅趕不上藍而不再發生碰撞為止。模擬中我們看到,這樣一共會發生31次碰撞。
為什麼是31次?如果說這是因為圓周率π去掉小數點後的前兩個數字是3和1,你會不會覺得這純屬巧合?仍保持其他假設不變,只是現在藍的質量是紅的10000倍。模擬中的碰撞已變得看不清,但是通過計算,我們知道,一共會發生314次碰撞。
而假設藍的質量是紅的1000000倍,則會發生3141次碰撞;假設藍的質量是紅的100000000倍,則會發生31415次碰撞……總而言之,如果藍的質量是紅的10²ⁿ倍,那麼會發生的碰撞次數就是把圓周率π的小數點拿掉後前面n+1位元數表示的數字。只要兩個物體一堵牆,推上一下,我們就能計算圓周率π。
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2019-10-30 2:54 pm
圓周率?22/7,即是丌,英文讀作pi


收錄日期: 2021-05-04 02:29:36
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https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20191030010922AAhThvU

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