在影片《流浪地球2》描繪的“流浪地球計劃”中,一個關鍵的節點是借助木星來讓地球加速到足以離開太陽系。1月27日,《張朝陽的物理課》第一百一十八期開播,搜狐創始人、董事局主席兼CEO張朝陽就這個話題,為網友帶來了一節別開生面的物理課。
課上張朝陽首先回顧了上一次直播課中關于洛希極限的討論,并指出在地月系統靠近的過程中,地球強大的引力作用會顯著改變月球的幾何形狀,從而不能再把月球看作剛體球,而應當討論作為流體的月球和對應的洛希極限,月球實際解體的位置會比剛體模型的情況更遠。隨后他通過角動量守恒定理和能量守恒定律,化簡了行星運動的軌道方程,并得到了方程的解。最后他講解了引力彈弓的物理原理,并討論了通過引力彈弓來加速的條件。
張朝陽在課程里解析了行星運動的物理規律,以及引力彈弓的物理本質。引力彈弓并非是科幻作品的想象,事實上發射于1977年的旅行者1號和2號正是引力彈弓效應的受益者:原本計劃中數十年的航行任務被加快到了十幾年。
在課程之中,張朝陽利用守恒定律來求解天體運行的動力學方程,證明了其運行軌道總是圓錐曲線的形式,而且分析了不同軌道的特點和幾何性質。
張朝陽也向觀眾展示了引力彈弓背后的物理,在高度的抽象與物理原理之中,為什么能用引力加速,什么情況可以加速這些受到關心的問題得到解答,從復雜的問題背景進去,張朝陽得到了一個優美的關系:雙曲線軌道對稱軸與行星速度的夾角決定了引力彈弓實現加速過程還是減速過程,為觀眾帶來了獨特的物理體驗。
截至目前,《張朝陽的物理課》已直播一百余期,于每周周五、周日中午12時在搜狐視頻直播,網友可以在搜狐視頻“關注流”中搜索“張朝陽”,觀看直播及往期完整視頻回放;關注“張朝陽的物理課”賬號,查看課程中的“知識點”短視頻;此外,還可以在搜狐新聞APP的“搜狐科技”賬號上,閱覽每期物理課程的詳細文章。