飞机机舱里的蚊子能否自由飞翔?蚊子们是否违反了相对论?
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发布时间：2022-06-23 12:56
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时间：2023-10-03 05:26
舱内蚊子自由飞行和相对论有什么关系？其实两者可以说是没有关系的。机舱里蚊子的飞行完全可以用牛顿力学来解释。
1、运动的相对性
运动是绝对的，但必须有一个参照系，即运动是相对的。我们已经学习了物理方面的相关知识。如下图所示，一辆小球在这种情况下从车上掉了下来。车里的人似乎看到小球垂直下降，但地面上的人似乎看到小球抛物线下降。这告诉我们，不同的参考系会得到不同的运动状态。
2.小屋里的蚊子
飞行舱里有一只蚊子，它的受力图如下，垂直方向有自重和浮力。对于飞机来说，垂直方向只有重力和升力。在水平方向，有正向功率和空气阻力。
当蚊子在机舱内部时，蚊子的升力是通过气流获得的，这个升力中有一个反作用力，最终作用在机舱上。所以总的来说，机舱内无论蚊子吹多大的风，都不会影响飞机的飞行轨迹。在绝对理想的情况下，无论多大的力，如果举重机对机舱施力，都不会改变飞行轨迹。实际情况当然不一样。因为阻力，总会有一些波动。
3.机舱里的空气
说到蚊子的飞行，就要把机舱内的空气弄清楚。蚊子在空中飞翔。机舱内部是一个封闭的空间，不仅机舱本身在飞，里面的空气也被带动一起飞。所以，机舱内的空气和蚊子一样，属于整个机舱。如果没有扰动，空气与机舱处于相对静止的状态。这和地面上的空气没什么区别。
如果机舱没有密封(当然所有的飞机都是密封的)，比如情况中的汽车，打开车窗后，风的味道迎面扑来，就像上图一样。这是空气的流动。这时，空气中的蚊子也会随着气流移动。
4.运动加速度
以上情况是针对平稳飞行，也就是平衡状态。飞机起飞或着陆阶段有加速度。如果机舱里挂着一个小球，在加速和减速期间，就会发现悬挂小球的明显的线是倾斜的。如下图所示。
在加速和减速的过程中，人体会感受到一种莫名的力量，使人站立不稳。就像小球，一样，它会沿着与加速度相反的方向运动。这时候机舱里的蚊子也会有同感。如果它们加速前进，它们会向右移动，而不会扇动翅膀。
5.体育综合
由于运动与参考系密切相关，所以在研究物体的运动时，有必要定义参考系。在力学中，我们用运动合成来求解另一个参考系中的运动。运动合成的基本原理如下图所示。在两个参考系下有三种运动。通过这些运动之间的关系，我们可以找到另一个参照系中的运动。详见理论力学相应章节。
机舱里的字都一样。看地面上蚊子的运动，其实是飞机的运动叠加在蚊子本身的运动上。
6.摘要
从上面的分析过程可以看出，相对论的相关内容并没有通篇提及。蚊子飞行的问题完全可以用牛顿力学来解释，完全不需要复杂的相对论。
