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趣味物理学（续篇）：探索炮弹飞行器的几道题

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：一定会有一些读者朋友想亲自验证上文中介绍的各种计算。我们假定炮弹在炮膛里是均匀加速的，所以这些数值只是近似数值。由上文可知，炮弹最终的速度是：v＝16000米/秒。在已知s和v的情况下，如果炮弹进行的是匀加速运动，炮弹在炮膛里运动的时间就可以计算出来了。这些数据无疑是驳倒凡尔纳小说中诱人计划的最好佐证。

一定会有一些读者朋友想亲自验证上文中介绍的各种计算。下面，就把这些算法全都列出来。我们假定炮弹在炮膛里是均匀加速的（事实上，时刻不同，加速度也不同），所以这些数值只是近似数值。

在后面的计算中会用到以下公式：

t秒末的速度为：v＝at（其中，a为加速度）

t秒内经过的距离为： pagenumber_ebook=120,pagenumber_book=106

按照以上公式，可以将“哥伦比亚”号大炮炮膛里的炮弹的加速度计算出来。小说里讲到，没有装火药的炮膛部分长为210米，这其实就是大炮需要走的路程s。

由上文可知，炮弹最终的速度是：v＝16000米/秒。在已知s和v的情况下，如果炮弹进行的是匀加速运动，炮弹在炮膛里运动的时间就可以计算出来了。v＝at＝16000米/秒，代入公式可得：

可得：

炮弹在炮膛里大约滑行了秒，把数据代入公式v＝at，可以得出：也就是说，炮弹在炮膛里的加速度为640000米/秒2，这大概是重力加速度（g）的64000倍。如果只想让炮弹的加速度为重力加速度的10倍，也就是100米/秒2，炮膛的长度为多少呢？(www.chuimin.cn)

将刚才的算法进行逆运算就可以得到：已知数据a＝100米/秒2，v＝11000米/秒（仅限于在真空中运行，没有大气阻力的情况）。由公式v＝at，代入数据，可以得到：

11000＝100t

t＝110秒

通过公式s＝，可以得出炮膛的长度，代入数据可得：

s取整为600千米。

这些数据无疑是驳倒凡尔纳小说中诱人计划的最好佐证。