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69中文网 www.liujiuzw.com,星落天渊无错无删减全文免费阅读!

只有两个方向呀,假如物体在三维空间中运动呢?”

    三维空间中运动,运动的自由度为3,势必要3个独立的方向才能完全描述。

    “咳,你问的这个问题确实很有意思,那就多给你讲一点,我们来看切线是怎么来的。”

    希尔又拿着小木块在空中运动了一下,这次的轨迹更加弯曲,并且不仅仅是在某个平面弯曲,而是变成了一条三维的曲线。

    “三维的曲线也有切线,我们使用一种传统的切线定义,比如说曲线上A点的切线。”

    希尔在曲线上点出两个点,一个点标上A,一个点标上B。

    “A点固定不动,B点在曲线上移动,连接AB两点定义出一条直线,我们可以看到对于一条光滑的曲线而言,当B无限接近于A的时候,这条线就是曲线的切线了。”

    希尔把B点拉到与A点重合。

    “切线的方向有了,我们再注意到,刚才这条直线在运动过程中是不是画出了一个曲面?”希尔再次点击那条切线,将那切线移动地影像重叠起来,在空中行程一个淡黄色的半透明曲面。

    “这个曲面也经过A点,并且在A点存在一个切面和一个法向量(垂直于切面的向量),而曲线的切线正好在这个切面上,所以这个法向和这个切向正好垂直,并且这个通过A点也可以作出垂直于切向量的法平面,与刚才切平面正好相交出一条新的方向。”

    空中平面和向量相继出现,杜明看得很清楚,理解的很透彻:“所以这三个方向正好就是三个相互垂直方向,这样我们在三维空间中也可以定义出自然坐标系。”

    希尔点点头,表示对邢明触类旁通的能力很满意。

    杜明眨眨眼:“那四维呢?”

    “你自己去弄吧,我们继续讲后面的内容。”希尔老脸一红,这题他也不会。

    也不能说是不会,只是以前从来没想过,思路还是有的,但万一弄错了就尴尬了。

    ……

    “不仅仅是平动,物体的转动也是有动能的。”希尔拿出了一个陀螺,将它转了起来。

    转动也有动能吗?杜明觉得有点新奇,但这其实并不难理解,转动也是在动嘛,只要是想对我运动的物体对我来说都有动能。

    “转动动能的计算也十分简单,我们利用一点微积分的思想”

    希尔一挥手,那个旋转的陀螺变成了一堆一起旋转的碎块。

    “每一个足够小的碎块相对于转轴的动能加起来,就是陀螺的总旋转动能啦。”

    那些碎块变得很小,随后又变成了粉尘,变成了无穷无尽的点。

    因为这些点都是在自己半径上绕转轴转圈,所以他们各自的速度大小都是不变的,每一个点的动能非常好算。只要将它们全部加起来就可以得到整个陀螺的转动动能了。

    ……

    “那么刚体力学的有关内容我们就讲到这里,有了这个基础,之后我们就直接讲分析力学了,力学还有很多其他的分支,你要是有兴趣也可以自己学习,我们上课以核心内容为主。”希尔手一挥,教室里的种种曲线、公式、陀螺、摆锤通通消失。

    物理虽然也不简单,但至少很形象。随时随地都能从空中变出一个弹簧来的课还是挺有意思的。所以自己又上完了一门传说中的大学课程?杜明感觉身心舒畅。

    「检测到您对动能的理解加深了,除了平动动能外,你现在也可以对物体进行转动动能的赋能。」

    新功能?但是好像没什么用的新功能?

    转动动能很鸡肋啊……

    杜明不禁吐槽,不过学知识真的可以解锁新能力啊。

    「已收集能量:1.320E-1」

    除了上次被疑似宇奕的人追杀吸了点能量,最近几天都没收集,不过暂时这些能量也相当够用了。

    杜明走出教室,看见邢明就在旁边的教室里等着。

    “今天还要你帮我补补课呢,我上课问了希尔老头一个问题,他还没回答出来。”杜明抻了个懒腰。现在已经21:00了,整个学院里都没有人了,振华楼都快变成鬼楼了,所以也不必特意和邢明隔远一点。

    “哦?你还能问出他也回答不出来的问题?”邢明反问道。要不是杜明知道它呆,知道它并不是在嘲讽,但这个语气实在让人难受。

    “四维空间的运动轨迹如何构建自然坐标系?”杜明略带显摆地把问题说了出来。

    “四维空间的运动?”邢明沉思道:“可是据我所知,多维空间只是数学上的概念,并不是所有高维空间都能容许时间存在的。”(注:此观点为虚构,非真实物理情境。)

    “我讲的是空间,跟时间有什么关系?”杜明听不太懂,什么叫高维空间不能容许时间存在?

    “你说运动轨迹啊,都有运动了能没有时间吗?单纯的四维曲线有只是在四维空间中,由三个约束定义而成,可以很容易解出四个有意义的互相垂直的分量,但你说运动轨迹那就不一定有了。”邢明想了想,解释道。

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