Wie läuft man am schnellsten auf der Strecke? Die „schnellste Kurve“, die Sie nicht kennen!

Das Leben ist wie eine Rennstrecke und wir sind oft neugierig, wie wir am schnellsten laufen können.

Wenn wir auf einer geraden Strecke vorwärts eilen, überholt uns jemand auf einer anderen Strecke. In diesem Moment fühlt es sich für alle so an, als würden sie im Schnee knien und zum Himmel schreien: „Nein! Das ist nicht fair! Meine Strecke ist offensichtlich die schnellste, er betrügt! Wie kann ich der Schnellste sein?“

Tatsächlich haben sich auch die Großen der Physikwelt mit solchen „philosophischen“ Fragen herumgeschlagen! Im Jahr 1630 stellte Galileo die Frage: „Welcher Weg ist der schnellste zwischen zwei Punkten?“ Damals dachte er, dass die Linie eine gerade Linie sein sollte, aber später stellten die Leute fest, dass diese Antwort falsch war.

Kommen wir zum Punkt:

Im Wettkampf der Großen bekommen wir nach und nach einen Einblick in die „Essenz des Lebens“ – es gibt eine schnellste Kurve zwischen zwei Punkten. Dies hat jedoch eine Voraussetzung. Wenn ich hier lossprinte, du aber heimlich aufs Gaspedal drückst, funktioniert das nicht. Es heißt, dass die Menschen ungleich geboren werden, doch der heutige Vergleich erfordert, dass wir mit der gleichen Geschwindigkeit beginnen!

Was ist also die schnellste Kurve? Das Betrachten von Bildern ist am intuitivsten.

Textbeschreibung

Wie in der Abbildung oben (Quelle: Baidu) gezeigt, stellt man fest, dass der Ball auf einer Spur zuerst das Ende erreicht, wenn man kleine Bälle mit der gleichen Masse und Größe gleichzeitig aus der Ruheposition am oberen Ende jeder Spur loslässt. Die Kurve dieser Bahn wird als brachistozentrische Kurve bezeichnet.

So sieht die schnellste Kurve tatsächlich aus:

Textbeschreibung

Wie in der Abbildung oben gezeigt, ist die von einem bestimmten Punkt auf der Kreisgrenze gebildete Flugbahn eines Kreises, wenn er sich entlang einer geraden Linie bewegt, eine Zykloide, und die schnellste Kurve, die wir normalerweise sehen, ist die Kurve, die die umgekehrte Zykloide ist.

Nachdem sie etwas über die schnellste Kurve gelernt haben, glaube ich, dass einige fleißige und lernbegierige Kinder neugierig auf das Prinzip dahinter sein werden. Lassen Sie es mich kurz mit Ihnen teilen.

Entschlüsselung:

Obwohl uns seit unserer Kindheit beigebracht wurde, dass die kürzeste Entfernung zwischen zwei Punkten ein Liniensegment ist. Wenn der Ball jedoch horizontal die gleiche Distanz rollt, fällt der Ball auf der gekrümmten Flugbahn offensichtlich weiter. Im Leben lässt sich unschwer feststellen, dass unter gleichen Bedingungen die Fallgeschwindigkeit eines Gegenstands umso größer ist, je höher seine Höhe ist, aus der er frei fällt.

Der Ball, der auf der Geraden rollt, kann daher nur zusehen, wie er überholt wird. Die Erforschung der wahren Seite der schnellsten Kurve scheint einfach, erfordert aber Kenntnisse der Universitätsphysik und der Infinitesimalrechnung usw. Für Interessierte wird es später Ostereier geben!

Neben der Beherrschung des Geheimnisses der Wahl der schnellsten Strecke verrät uns die schnellste Kurve auch die Wahrheit: „Es ist noch nicht zu spät“!

Wie in der Abbildung unten gezeigt, fallen Bälle unterschiedlicher Farbe gleichzeitig aus verschiedenen Positionen und erreichen gleichzeitig die Ziellinie, was auf einer geraden Linie unmöglich ist. Doch bei der speziellen Kurvenfunktion der Zykloide zeigt die Physik ihre Wunder. Daher wird die schnellste Kurve auch als isochrone Kurve bezeichnet. Geben Sie deshalb nicht auf, auch wenn Ihre Ausgangslage eine andere ist. Solange Sie den richtigen Weg finden, können Sie andere übertreffen und das Ziel erreichen! (Ein Geruch von Hühnersuppe weht herüber ~)

Eine solch interessante Kurve kann nicht nur die Probleme des Lebens lösen, sondern ist auch im Leben sehr nützlich!

Achterbahn-Design

Achterbahn ist eine klassische Anwendung der schnellsten Kurve im Leben. Warum fahren wir Achterbahn? Natürlich dient es der Aufregung!

Um den Kundenanforderungen gerecht zu werden, verwendeten die Ingenieure das geniale Konzept der schnellsten Kurve und strebten danach, den Menschen die schnellste Fallgeschwindigkeit und das angenehmste Gefühl zu ermöglichen.

Skateboard-Tipps

Im Skatepark wetteifern alle heimlich miteinander, wer schneller skaten kann. Wenn Sie zu diesem Zeitpunkt die schnellste Kurve meistern, sind Sie der coolste Typ im gesamten Skatepark!

Egal, ob Sie vom selben Punkt starten oder Ihr Gegner schummelt und vorne startet, solange Sie auf der Bahn der schnellsten Kurve entlanggleiten, werden Sie auf jeden Fall gewinnen!

Mitwirkende: Southwest University Popular Science Space Station, Chongqing Physics Society, Beibei District Science and Technology Association

Prüfungsexperte: Zhang Qiaoming

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