如果围赤道做一个钢圈,钢圈每个位置离地面固定一米,焊接后圈是会落地,还是悬浮在一米的空中?

我想问的是:钢圈的材料是哪家企业提供的?刚才的直径等工业指标是什么等级的?焊工要达到什么级别?

这些问题不统一,钢圈很容易断掉的,万一有100亿吨掉入大洋了,后续工程怎么整?

如果围赤道做一个钢圈,钢圈每个位置离地面固定一米,焊接后圈是会落地,还是悬浮在一米的空中?

你要真有能做成这个周长至少4万公里钢圈的势力,那这个事我看成。这个工程太大了,动用的物力、人力和财力太大了,也太烧钱了,但你都能做成,那剩下的问题对于你来说都不是问题,你都能想办法解决。我们来看看都有什么问题:比如说地球不是完美的球形,有高山有海洋,那这个圈是否也沿着表面起伏变化的问题;地球密度不均匀导致钢圈离地距离是否也随着调整的问题;太阳和月亮对这个钢圈的影响问题;钢圈材料性能是否能满足工程要求的问题(比如说在地球这么大的球面上,几公里距离根本看不出弯曲来,但几公里的钢圈肯定会拉弯变形到地面,因为没有绝对的刚体,所以只能先解决材料变形问题);还有怎么精准定位赤道的问题。

当然还有一个最重要的问题,就是如何架设上这样一个钢圈,如何在做好后同时撤掉支撑。这个属于工艺问题,我们可以替你想办法:在架设前,沿着精准的赤道线每隔一定距离先打好支撑桩,不管是海洋还是高山,逢山开路,遇水搭桥,要整整打一圈桩。然后在这些支撑桩上制作出这个钢圈。当然这个支撑桩有一定的科技含量,全是能电动或液压升降的,制作钢圈时,可以通过个升降个别支撑桩来调节钢圈的水平;而在撤掉支撑时,可以用电控制同时下降,这样保证精准和精确。这个工程量比给珠穆拉玛峰铺台阶、给长城贴瓷砖和给太平洋装护拦的工程量大多了,甚至一点也不比电影《流浪地球》里制造12000台行星发动机小。

假如所有问题都解决了(实际上是不可能的,比如材料变形问题就没法解决),试验开始了,万事俱备,按下支撑桩下降电钮,支撑桩同时下降离开钢圈,全地球的人能动的能去的都围在了赤道上,场面非常壮观,钢圈在一阵咯吱咯吱声后,悬停在了离地不到1米处的空中,试验有了结果:钢圈没有落到地面。钢圈均匀地受到地球的引力(已提前调整计算好钢圈每处的离地距离。),相对方向的互相抵消,结果就悬浮在空中。不,先等一等,悬停的钢圈有点不太稳定,它不但上下波动,而且还沿着赤道线南北晃荡,这是受多种实际因素影响,比如说太阳月亮的潮汐力(主要是月亮的)和地球自转的影响。说到转动,有办法了,如果在钢圈上每隔一定距离安装一台类似小火箭的推进器,让推进器点火推动整个钢圈绕着地球转动,钢圈就再也不会掉落地面,而是像土星环一样稳稳地绕着地球转了。

以上脑洞仅供参考,勿喷。现实中是不可能实现的。欢迎大家关注评论我们――物原爱牛毛1。

如果围赤道做一个钢圈,钢圈每个位置离地面固定一米,焊接后圈是会落地,还是悬浮在一米的空中?

关于这个问题,我只能说,理想情况下,这个钢圈应该是悬浮在一米的地方。但实际上这种情况是根本不可能发生的,这只是存在于理想模型中的一种假想,真实的世界中,受限于地球形状、钢圈材料特性、大气环境等的影响,这种猜想不可能成为现实。

就好像之前回答的一些问题:假如现在在两千多光年以外用望远镜看地球,是不是能看到秦始皇登基?理论上当然可以,但实现起来太困难了,甚至可以说不可能实现,但我们不能否认理论的正确性。这就是理论和实际的区别。

首先,钢铁在我们的认知中是一种坚硬的材料,但大家想想,工地上用的钢筋,有那么硬吗?要知道工地上的钢筋只有几米十几米长的时候,自身重力引起的形变就很明显了,更不用说环绕地球的一个钢圈了。要知道地球的半径就有6400公里,周长40000公里的一个钢圈会在失去支撑的一瞬间发生形变甚至断裂,然后坠落到地面。在这个尺度上,钢铁和面条在强度方面已经没什么区别了。

其次,赤道上并不是一个标准的球,中间有高山、有盆地,如果严格做成一个圈,就势必要穿过某些固体,如果严格按照离地一米,那势必会有一些凸起或者凹陷的地方,这些凹凸的点都能够成为整个系统中应力集中的地方,也是最容易断裂的地方。

因此,实际操作中,如果真的这么做了,钢圈会毫无疑问地塌陷。但如果将赤道处理成标准的圆,又有一种材料能够建造地球这么大的环而不发生形变和断裂,那这个圈是会悬浮的。因为这个圈的每一部分都受到了重力,有了向地心运动的趋势,而圆形的构造又像大型穹顶一般在每个部位都产生了倾斜向上的两个力,其合力正好抵消重力,因此这个钢圈能够漂浮。

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如果围赤道做一个钢圈,钢圈每个位置离地面固定一米,焊接后圈是会落地,还是悬浮在一米的空中?

这个问题有意思,其实以前我上高中的时候也想过,大学期间甚至还做过实验。

问题就不回答了,简单说一下我的实验方法,和大家共同探讨一下

我在大三的时候找了一个球形强磁铁,大概就乒乓球那么大,然后我又找了一个比这个磁铁周长大一点的圆铁环,有多大?大概就是这个铁环的半径比磁铁的半径能大一厘米左右吧。这些东西别问我是怎么找到的,我叔是我们那边专业倒腾废旧电器的,他无所不能。

我把球形强磁铁固定放在桌子上,用铁环垂直从上往下从磁铁套进去,按照常理来说,当铁环越靠近强磁铁收到的磁力越来越小,当铁环正好围着磁铁,到达磁铁周长时,因为磁力互相抵消,铁环是不受磁力的,也就是这个时候铁环只受地球重力和我手给它施加的力。

假如我这个实验不在地球上,铁环也就不受重力了,那么我也就不必再给它施加力了,它就完全悬浮在磁铁周围。

然而,我个人操作的实验难点在于我无法抵消地球的重力,这也就导致了我必须让铁环保持水平,否则它受力不平衡就会立马贴在磁铁上。还有一个难道就是,当铁环到达磁铁最大周长时,我无法做到铁环的圆心和磁铁的球心在同一点,无论手法控制的再好,因为两心不在同一点,铁环水平方向受力不平衡一直会紧贴在磁铁上。

也就导致了我的实验在我实验了好几百次之后不得不以失败而告终。

毕竟这只是我个人做的,很多方法不好操控,没有借用任何高科技手段,验证这个猜想还是比较难的。

如果围赤道做一个钢圈,钢圈每个位置离地面固定一米,焊接后圈是会落地,还是悬浮在一米的空中?

这个问题还真有趣,因为它让我想到了一些从来没有想过的问题,比如我从来没有想过我受到地球的引力到底是来自哪里(或者是地球哪个部位),如果我钻进了地球很深的地方(当然是假设)引力会怎么变化,在地心又是什么情况?当年看电影《海底两万里》就隐隐感觉什么不对但却没去细想~

好了,言归正传,回答题主的问题。假设理想状态,地球是个完美的表面平滑的球形,那如果有一圈钢圈离地一米焊接,焊完后会落地,这个结论可证明的。

首先我们不可能悬空焊,这个就不用多说了。应该是要有一个一米高的架子摆好,然后焊完之后把架子拆掉。假设有足够多的人,在一瞬间拆掉了所有架子,这个钢圈瞬间悬空了,接下来会发生什么?

用反证法,假设钢圈是可以保持悬空状态的,那我们选取其中一小段来做力的分析。比如说1公里(整个钢圈的4万分之一),在这个长度上如果能保持悬空应该是看不出地球弧度的可以看作是平直的,但是这时候我们会发现,钢圈又不可能保持平直,因为它有重量,有了重量就不可避免地要变形向地面弯曲,学过高一物理力的分析的就可以知道,越接近直线,它的拉力就越大,具体大小应该是自身重量除以两倍的与水平的夹角的正弦值。1公里如果想要拉得变形幅度小于1米,两端的拉力就相当于各250倍重量,如果再长的话拉力也会随之更大,很显然那么大的拉力即使钢圈能承受,它也会在力的方向上被拉更长使得它终究会拖到地上。这也是所有的电缆都不可能完全拉直,一定要隔一段就需要一个电线杆的原因(索道也是同理)。所以之前的假设钢圈可以保持悬空状态是不成立的。

在回答了这个问题几个小时之后,发现有很多评论,很多人说不应该分析那么细,如果是假设了理想状态,那这个钢圈也应该是理想状态,也就是说它是绝对刚体。好吧,如果这个钢圈完全不会变形(无论是挤压还是拉伸或者扭曲),本身的强度又是无穷大不会断裂,同时我们还忽略空气的影响,它会不会悬浮呢?

答案还是不会。之所以讨论会不会悬浮,是因为它有重量,也就是地球的引力。既然有地球引力存在,那自然就不能忽略其他星球的引力——万有引力。根据万有引力定律,引力的大小和双方的质量成正比,和距离的平方成反比。由此可见,距离的引响更大。首先是太阳的引力,太阳离得太远,对地球上物体的引力只有地球引力的几十亿分之一,而且这个力已经作为所有物体随着地球绕太阳公转的向心力抵消了,可以忽略了。然后是其他行星和月球的引力,其他行星虽然都比月球大,但都太远,所以相比之下真正不可忽略的只有月球。月球质量是地球八十一分之一,距离约38万公里是地球半径的六十倍,可以算出月球对地球上物体的引力相当于地球引力的百万分之三,这是一个不可忽略的数字,这个百万分之三地球重量的引力其实就是我们海水产生潮汐现象的原因,它会把未能固定的物体吸引向自己,比如海水,比如我们讨论的这个钢圈。这个钢圈因为它各个方向受到的地球引力均匀相等,每一个方向的力都被它对面180度的力抵消了,所以它和地球之间引力的合力达到平衡,这时候月球的百万分之三的引力会打破这个平衡,使得钢圈往月球方向移动,远离月球的那一边会着地,靠近月球的那一边会离地2米。月球是围绕着地球转的,大约29天半转一圈,所以这个着地点也是在变化的(就像是在转呼啦圈),它移动的速度是约15.7米每秒,比人跑得快。最后说一个事,钢圈半径比地球大1米,周长只比地球周长大约6.28米,和总长约4万公里相比,只有千万分之一多点,几乎没什么区别。

问题回答到这种程度,如果再有杠精说,月球的引力也不应该考虑等等,我就只好认栽了。

如果围赤道做一个钢圈,钢圈每个位置离地面固定一米,焊接后圈是会落地,还是悬浮在一米的空中?

如果围赤道做一个钢圈,钢圈每个位置离地面固定一米,焊接后圈是会落地,还是悬浮在一米的空中?

从理论上来看这个钢圈悬浮在空中是没有问题的,但这只是理想球体下的理想状态,为什么这么说呢?难道我们地球不是一个理想球体吗?为什么理想球体下还要加一个理想状态?

一、地球是一个理想球体吗?

几乎所有的照片中,我们地球都是一个完美地的球体,但这是在大尺度条件下给我们的感觉,其实地球的形状是非常不规则的,这两两个原因,一个是地球是一个岩石质天体,存在高山与裂谷,第二是地球自转的离心作用,赤道(6378km)会比两极(6357km)的半径大上21KM左右,是不是很神奇?其实这在中学地理早有学习!

这是地球有一些夸张的形状,我们可以清楚看到突出与下陷的区域,距离太空最近的也并非我们熟悉珠穆朗玛峰,而是南美厄瓜多尔的钦博拉索山,距离地心最远,距离太空最近!从这个层面上看,地球甚至连一个大致的球体都保不住,更不要说理想球体了!不过要提醒下太阳也许是太阳系内最接近理想球体的天体,因为它的直径高达1.392*10⁶千米,但赤道之比两极大10KM,这误差相当于十四万分之一,即使我们制造一个钢球也比较难做到如此精度!

二、为什么理想球体下还需要理想状态?

地球围绕太阳公转,理论上是一个正圆形,但地球的公转轨道是一个椭圆形,为什么呢,因为只有在理想的状态下,比如不受任何干扰的因素下才能走出正圆形轨道,而且极容易被极其微小的因素打破这个平衡,那么将再也回不到原来的正圆轨道状态!因此在理想地球赤道上上方1M处的钢圈是无法保持这个状态的,任何的扰动都会让他落下,而另一边则高于1M的位置,并且可能会轮流落到地面,形成一个绕地球赤道的呼啦圈!

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