【题目】地球围绕太阳公转时,距离太阳大约1.5亿千米,现在,如果这个距离增加1米,如图,那么,公转的全长会增加多少?一年又会增加多少天?(假设地球绕日公转的速度不变)
图假如地球公转的半径增加1米,公转的全长会增加多少呢?
【解答】表面看来,这1米是个很小的数值,但因为公转轨道是很长的,所以,通常会让人认为,1米的变化将造成显著影响,轨道的全长和一年的天数都会明显增加。
但是,通过计算可以得出,实际情况并不像我们想象的那样,这一点出乎意料。不过,这也是很正常的,对于两个同心圆来说,它们的周长之差跟半径的差有关,与每个半径的长度无关。如果画出两个半径相差1米的圆,可以发现,这两个圆的周长之差与地球公转轨道的周长变化完全相同。
你可能对此感到疑惑,但是,利用简单的几何学知识,我们就可以证明。假设地球公转轨道是圆形,半径为R米,那么,它的周长就是2πR米。如果半径增加1米,那么,新的周长就是2π(R+1)=(2πR+2π)米。所以,周长只增加了2π米,也就是6.28米,可见,这个增加量跟半径的长度没有任何关系。
如果地球到太阳的距离增加1米,那么地球公转的全长将增加6.28米。由于地球公转的速度大概是30千米/秒,因此在一年中只增加了
秒。对于地球公转系统来说,这个数值太小了。