【题目】在一个塔顶上,以同样的速度同时向不同的方向扔出4块石头:一块扔向正上方,一块扔向正下方,一块扔向水平向左方向,一块扔向水平向右方向。
在4块石头下落的某个瞬间,如果以它们到达的点为顶点画一个四边形,这个四边形的形状是什么样子的?(假设不存在空气阻力。)
【解答】对于很多人来说,看到这个题目的时候,可能会有这样的想法:这个四边形应该像一个风筝一样。他们是这么认为的:向正上方扔出的石头,在扔出去的瞬时,它的速度会比向正下方扔出的石头要慢一些,而向水平方向扔出的两块石头的速度是一样的,它们的运动轨迹是对称的曲线。但是,他们忽略了一个问题:这4块石头下落的那个瞬间,它们所形成的四边形的中心点是以什么速度下落的。
如果我们换个角度来思考这个问题,可能就会很容易得出正确答案。这里需要做一个假设,也就是不考虑石头的重力。
这时候我们的结论是:这4块扔出去的石头形成的四边形正好是一个正方形。也就是说,在每个瞬间,这4块石头都是在一个正方形的4个顶点上的。
但是,如果考虑重力的影响,又会是什么情形?如果不考虑空气阻力,那么就相当于介质是没有阻力的。在这种情况下,对于所有的物体来说,它们下落的速度都是相等的,所以这4块石头在重力作用下,下落的距离也是相等的。换句话说,即便考虑重力的影响,这4块石头也始终在一个正方形的顶点上。