有一只熊掉到一个地面陷阱里,陷阱深19.617米,下落时间正好2秒。求熊是什么颜色的?” 5个备选答案分别是“白色”、“棕色”、“黑色”、“黑棕色”、“灰色”。 仔细考虑后在看后面的参考答案。
参考答案:根据题目得出,熊在掉进陷阱时垂直方向上初速度为零,在竖直方向上为自由落体运动。自由落体的下落高度为:h=1/2gt2,可知g=9.8085,g是重力加速度(为g=9.8 m/s2,通常计算时取10m/s2)。 重力加速度和通常取值不一样,回到重力加速度的起源为万有引力定理!由于地球自转,地球上的物体随之做圆周运动,所受的向心力F1=mrw^2=mRw^2cosa,F1是引力F提供的,它是F的一个分力,cosa是引力F与赤道面的夹角的余弦值,F的另一个分力F2就是物体所受的重力,即F2=mg。根据地理知识可知:地球是一个两级部位略扁不规则的球体。 那么:由于地球自转,地球上的物体随之做圆周运动,所受的向心力F1=mrw^2=mRw^2cosa,F1是引力F提供的,它是F的一个分力,cosa是引力F与赤道面的夹角的余弦值,F的另一个分力F2就是物体所受的重力,即F2=mg。 在赤道上满足mg=F-F向(物体受万有引力和地面对物体的支持力Fn的作用,其合力充当向心力,Fn的大小等于物体的重力的大小)。 在地球两极处,由于F向=0,即mg=F,在其他位置,mg、F与F向间符合平行四边形定则。同一物体在赤道处重力最小,并随纬度的增加而增大。 我们常说赤道周长为4万千米,实际是:赤道周长: 40,076千米,由此可推算出地球赤道半径长度 6,378.2千米。 总体来看,从两极到地球中心的距离为6,356.8km(千米);比从赤道上到地球中心的距离6378.2km短21.4km。扁率为1/298。赤道一带稍微凸出,赤道本身也有点扁,南北半球也不对称,加上表面凹凸不平,应该说是一个不规则的球体。不过由于地球体积庞大,这些表面的起伏和整体比起来仍极其微小,所以在太空中看,仍是一个圆球。 重力加速度细微差别随纬度变化(21.4km),由上述公式知半径变化会导致重力加速变化:代入数值计算后,将总的变化平均分到到地球的纬度上。可知陷阱所在地的纬度大概是44度左右。根据熊的地理分布,南半球没有熊,可以得知应该是北纬44度;其次,既然为熊设计地面陷阱,一定是陆栖熊,而且大部分陆栖熊视力不好,难以分辨陷阱,所以容易掉入陷阱;至此,可选答案有:棕熊和美洲黑熊/亚洲黑熊,鉴于题目只有棕熊和黑熊,那么只剩下这两个答案。既然陷阱深19.617米,土质一定为冲击母质,这样才易于挖掘。棕熊虽然有地理分布,但多为高海拔地区,而且凶悍,捕杀的危险系数大,价值没有黑熊高,而且一般的熊掌、熊胆均取自黑熊。又因为黑熊的地理分布与棕熊基本不重合,可以判定:该题的正确答案为掉进陷阱里的熊是【黑色】。 |