為什麼地球和衛星沒有線連著卻可以控制它?

時間 2021-05-30 15:25:28

1樓:一斬

你的問題和遙控器為什麼能開啟電視,控制電視是一回事。遙控器是靠訊號控制電視的。訊號其實是光,但不是可見光,是看不見的光。

人看不見是因為人的眼睛不夠厲害,人的眼睛只能看到一小部分的光。聲音也一樣,超聲波和次聲波其實就是人聽不到的聲音,是人的耳朵不行,而不是聲音有什麼奇特的地方。

電視和遙控器之間是有線的,那就是訊號。只不過和風箏不一樣,風箏的線不止提供了命令,還提供了力,也就是能量。遙控器的線(訊號),它只負責發出命令,而衛星接到命令自己提供能量自己運動的。

嗯,這麼說和人很像,你對乙個人說你去幫我倒杯水,然後他去倒水(當然人可以拒絕,但衛星製造好了,不會這樣子),他倒水的時候你沒有拉那個人,他能改變運動是因為他自己有能量,並且和地面發生和相互作用的力(腳往後發力,人往前走,往下發力,抬腿)。你只提供了命令(訊號)

衛星也是一樣的,我們會發射訊號給衛星,衛星接收到訊號,然後上面的火箭會向後噴氣,自身會像前運動。

大概就是這樣。訊號加火箭就相當於風箏的線。訊號提供命令,火箭提供能量(力量)。

還有一點反直覺的是運動是不用能量的,改變運動(速度大小和運動方向)才需要能量。也就是說車開起來後其實是不需要發動機一直開就能一直往前走,永遠往前走。但在地球上行不通,這是因為在地球上一直受到乙個力量的作用,那就是引力,導致車和地面有摩擦力產生,摩擦力會拖著車子減速,當然還有空氣產生的風力(不過低速時不是主要因素,高速運動是主要因素),也就是說地球上運動的物體時刻都受到乙個負的力,需要乙個正的力維持運動(發動機)。

但太空的衛星有些不同,太空沒有空氣(無比稀薄),沒有風的阻力(其實還是有的,但小到可以忽略),太空的衛星還是受到引力作用,但和地面不同,引力不是對衛星減速,而是不斷改變衛星運動的方向。形成一種動態平衡。也就是說衛星繞地球轉本身是不需要人額外給能量的(可能會進行微調,這個不懂),維持它不斷改變方向繞地球轉的力量是地球的引力(你跳起來會讓你掉下去的力),如果沒有這個力量,衛星會直線飛走,離開地球。

遙控的訊號的本質是寫了命令的光線,衛星接收到這些光線會讀取到上面的命令。就好像我們說的話本質就是寫了命令的聲音。當然這個命令用含義可能更準一點。

那麼為什麼能在光上面寫命令,其實就是對暗號(約定俗成,編碼),這種結構的光表示一種意思,那種結構的光表示另一種意思。然後遙控和衛星在造的時候統一好,遙控發一種結構的光上去,衛星就會自動的執行命令了。每一種光的結構類似於乙個字詞。

各種不同結構的光組合成一道命令。就好像語言,每一種聲音不表示乙個字詞,不同聲音組合成語言。這個語言雙方都懂,然後就能對話了。

如果雙方有乙個不懂,就會無法交流。

2樓:

我…也不知道為什麼,並真的不知道為什麼…

人們找這個答案已經找了幾百年了,至今未果。

引力到底是什麼?夸克的本質是什麼?真的不知道…

3樓:Fitz

其實,我第一眼看見這個問題時,第一感覺是不可思議,第二感覺則是感動。不可思議的是,原來還會有人問出這樣的問題?感到感動的是,原來還會有人問出這樣的問題!

首先,來解釋一下,地球上人們為什麼能控制看似遙不可及的衛星。

正如題主說的,我們站著地面上可以控制風箏,是因為我們手裡有鏈結著風箏的線。那麼,我們要想控制環繞地球的衛星,是不是也應該要有這樣一根「線」呢?答案是肯定的。

我們要知道什麼叫萬有引力。風箏不會被吹向更高的天空,是因為有線的拉力。而衛星不會因為慣性飛向宇宙深處老老實實待著地球身邊,則是因為萬有引力的存在。

日常生活中,用旋轉的刀片榨取果汁時,果汁會隨著刀片旋轉一起旋轉起來,為了防止果汁的飛濺,需要乙個筒壁的存在,來提供支援力以抵消「離心力」,維持果汁在筒內部,離心力之所以打引號,是因為它屬於一種慣性力,是想象出來的,實際並不存在。再看衛星,我們沒有這樣乙個「筒壁」賴限制它的「慣性力」,那該怎麼不讓它飛向深空呢?恰巧的是,感謝大自然,提供了一種基本作用力——萬有引力,把我們的衛星像風箏被線拉著一樣,拴在了地球身邊。

(這一部分在題主往後學習過圓周運動後應該會更好理解)

好了,我們已經知道栓住衛星的「線」是什麼了,但我們卻不能主動地像拉風箏一樣把衛星通過「萬有引力的線」拉下來。那,如何控制衛星呢?

衛星是繞著地球做勻速圓周運動的,速度減小便會下降,一部分重力勢能轉化成衛星速度(下降過程運動曲線與兩個軌道相切,並不是直直地向下落),一部分重力勢能轉化成熱量消散(兩種形式的能量不可能完全相互轉化,至少巨集觀世界是這樣),這時,衛星的速度是增加的,但總的機械能減少。衛星速度加快與速度減慢是相反的。

那如何給衛星變速呢?當然是通過引擎。引擎向衛星運動的後面噴射粒子,衛星加速,衛星軌道公升高,衛星速度減小;朝前面噴射粒子,衛星降低軌道,速度增大。

人在地面上,向衛星發射電磁波(可以理解為一種特殊的光,人眼不可見)像是用手電筒一樣照到衛星,可以想象成衛星上有眼睛(光敏電阻)這種特殊的光讓這個電阻減小,電路導通,引擎啟動,實現了對衛星速度的控制,進而實現對衛星軌道的控制。(當然,實際情況肯定比這複雜,我也只知道個大概)

最後,我想說的是,題主,請繼續保持好奇心。這個世界很美,這個世界不存在魔法,但依舊奇妙。人類本就是在一點點地探索中不斷前進的,而現在好多人早就喪失了這種好奇心,坐擁自己的學到的知識看不起他人,這是萬萬不可取的。

建議去看看劉慈欣的《山》《朝聞道》,你將知道你敢於提問的精神有多麼難能可貴。這是讓人非常感動的。

4樓:薛丁格的加菲貓

兩個物體之間並不一定需要接觸才會有力的作用。

比如兩個磁鐵,N極和S極會互相吸引,就好像這兩極之間有一條「繩子」在拉他們。而地球和衛星之間也有一種吸引力,也就是所謂的「萬有引力」,這個力就好像是你所謂的那條「繩子」在「控制」他們。

5樓:whiz

簡單問題簡單理解。

牛頓相信兩個沒有聯絡的物體無法發生相互作用,事實上,這在巨集觀世界是對的。但地球和衛星間有聯絡啊,只不過這聯絡不是「線」而已。地球和衛星通過電磁波相聯絡,你可以將電磁波理解為光,但這只能傳輸資訊。

綜上,萬有引力使衛星繞地球運動,而電磁波控制衛星的運動。

6樓:還不夠

一:就按你說的,把風箏比做地球,把拉風箏的人比做太陽。地球被連著,肯定是有力的,力就可以模擬於拉風箏的線。

二:力為什麼看不見?玩過磁鐵吧,任何物體之間都會有類似於磁鐵一樣的引力,只是人與人之間的引力比較小,星球與星球之間的引力足夠大。

你若想不明白這個與風箏的線裡的力沒有本質差別的引力是什麼,那就記住乙個定理(四個字):萬有引力。

其實任何定力都有內部原因,研究物理的物理學家中,能夠真正拜託數學公式把定理的本質想明白的,也只有只有少數。

物理學家尚且如此,沒有系統學習過所有物理知識的人,自然是想不了太多的。

你如果真的好奇,並很想知道內部原因,不如買一套物理書看看。大學的普通物理你或許看不懂,但物理的科普書籍也是很多的。科普書籍都是大白話,沒有數學公式。

加油哦~~

7樓:神秘博士DoctorWu

事實上,沒有「風箏線」就不能永遠控制的。衛星攜帶有限的工質掌握飛行姿態。要麼是自主的,要麼是無線電遙感的。工質用完就飄著了。

8樓:宮證

看了題主的問題描述,感覺別的答主都是在講述這樣的事情:世界上存在一種看不見摸不到的物質,我們稱之為場,正是由於場的存在,才使得地球可以繞著太陽轉。也就是說,場就是題主的描述中的那個繩子。

我感覺題主好像並非要問的是這個問題。。。

我有一點點看法,僅供參考。物理科學其實不是講世界為什麼是這樣的,而是運用數學來盡可能客觀的描述這個世界上所發生的事情。比如說地球繞著太陽轉。

物理為了描述這樣的自然現象,引入了力、場等等概念。就是說,物理只不過是一門為了更加近似的描述這個世界的學科。力、場都僅僅只是模型。

如果有一天發現有更好的模型能描述我們的世界時,也許力和場的概念會被拋棄。(可惜目前看來這兩個模型還是能很好的描述我們的世界,所以不需要拋棄它們。)答主想問的應該是,這個世界為什麼會是這樣子的?

為什麼會有這樣一種作用,使得地球繞著太陽轉?(如果還有人回答因為力的話,應該是沒看懂我上邊的意思。。。)這個問題可能沒有標準的答案吧。。。

不過可以試著用所謂的「人存原理」解釋。也就是說,如果力不存在,就不會有人存在(人體種種力就沒了);沒有人存在,就不會有生命體對「力」是否存在產生懷疑,也不會在知乎上提這個問題了。所以有生命就必須有力。

如果沒生命,有沒有力又如何?誰會問這個問題?(哈哈有點唯心主義)

僅供參考,個人的一點小理解。

9樓:追風少年

衛星之所以能按照一定的軌道繞著地球轉源自一種神奇的力,即萬有引力。只是兩個物體之間必然會存在的一種相互吸引的力,計算式是F=GMm/r(m、M分別是兩物體的質量,r是物體間的距離,G是乙個常數)。

但是只有萬有引力是不夠的,還需要乙個離心力與它平衡才行,這個力就是離心力,計算式就不列了,形成機理你可以想象一下脫水機,當你把衣服放進脫水機脫水時衣服會緊貼脫水機內桶壁,所以衛星要在一定軌道上圍繞地球轉才可以,讓離心力與萬有引力平衡。舉個例子解釋的話,就是你拿一根繩子繫住乙個石頭,然後甩起來讓石頭在空中轉圈,因為有繩子拉著,石頭也不至於飛出去,在天體中,萬有引力的作用就相當於那跟繩子。如果衛星突然停止運動,那它就會因為萬有引力的作用撞向地球。

當然這是比較簡單的解釋,具體的還需要題主去學習更多的物理知識,記得應該是高中物理有關於萬有引力的知識,稍微深入一點的比如衛星轉多快會脫離地球的吸引等。

那萬有引力是怎麼來的呢?這個理論由牛頓提出,但當時牛頓提出的萬有引力定律是在經典物理範疇的。在後來,愛因斯坦在廣義相對論中將萬有引力定律擴充套件,提出引力是時空彎曲。

emmm你也可以認為引力是不存在的,或者說引力不是力。有的只是因為時空彎曲而導致的物體運動。說到這裡感覺不知所云了?

如果是,那麼你也和20世紀初大神雲集的物理學界大多數物理學家一樣,對於相對論都是懵逼的。如果題主想知道具體的,可以去學習相對論。

還有就是物體對物體不一定要通過看得見的東西來起作用,這個世界多的是我們看不見的東西,比如紅外線和紫外線等等。以後如果學習物理你會知道一種看不了摸不著的叫場的東西。比如磁鐵周圍存在磁場。

如果題主想知道這些東西是怎麼來的,以後可以學習物理專業,不過也有可能以後你知道的越多出現的問題也越多。比如在微觀世界中,很多東西是無法用我們的常識去理解的,這需要通過量子力學去認識。但就算是當時的量子力學巨頭波爾都說:

「所有不為量子力學而感到困惑的,都沒有真正理解量子力學。」

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