关于我在高中想成为物理学家这件事

2023-07-04secret高中物理

我在高中时数学挺好的。

像是一般的试卷考试,标准时间是两个小时。我最快能在 40+ 分钟完成,同时分数也能到 135 分往上。曾记得有次我做完了一张试卷,同桌才做完了一半,把他惊得够呛。

但我一直想成为的是物理学家。把物理上的问题,用数学的方法去解出来,真的是一件很有成就感的事情。

我并没有学过什么物理数学竞赛的知识,积分也只是最简单的 △t,也更不会大学里面的找原函数的方法,都是凭借于自己的感觉,沉溺于自己推导各种高于高中的公式,也曾花费了比较多的高中时光。

那么话说到此,看看我都做了些什么吧~

下面简单列三个问题哈,图片都是来源于当时的草稿或笔记,所用的所有知识也都仅限于高中水平~

ps. 请原谅我那被老师评价为鸡爪子挠一样的字

小球下落速度

当一个球速度为 0 开始下落时,它受到的阻力 fnf_n 与速度成正比,即 fn=kVf_n = kV ,那它下落时速度与时间的公式。

我计算得出是下面的公式:

Vn=1ekmtkmgV_n= \frac{1 - e^{-\frac{k}{m}t}}{\frac{k}{mg}}

在我计算得出后,我会先进行一轮验算:

假设空气阻力的系数为 0 时,根据上面的公式可以得出 Vn=gtV_n = gt

当时间无穷大时,最大速度为 Vmax=mgkV_{max}=\frac{mg}{k}

嘿! 上面的结论显然都是正确的,那这个结果就有很大概率也是正确的。在验算成功后,便是收获成就感的时刻。

小球下落速度

半圆重心在哪里

一个半径为 RR 的半圆,它的重心在哪里。

最终算出的结果就是 4R3π\frac{4R}{3\pi}

最开始我也是按照 x 轴或者 y 轴去一点点地算,因为质量分布不均而造成不好去计算,当然这种方法还是可以算得出来的。

后面想到了一个简单的办法,每一段圆弧都可以近似看成三角形,每一段圆弧的重心也就是三角形的重心。那么可以把半圆的重心等效为一个半径为 23R\frac{2}{3}R 的圆弧的重心。

再求得圆弧的重心就相对简单了很多。

半圆重心

那天的画面我还留有印象。

在我计算成功后,我把好几张纸叠在一起,剪了一个厚一点的小圆片,把它切成半圆。然后我用笔在计算好的位置点了一个标志,然后用笔尖托起了这个半圆。

它稳稳的悬在了那里!

E=mc2E=mc^2

接着就是经典的 E=mc2E=mc^2

这部分内容应该是在物理的一本选修上,那三个相对论的公式就列在那里,然后就列出了 E=mc2E=mc^2

T=T01(vc)2T={\frac {T_{0}}{{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}}
L=L01(vc)2L=L_{0}{\sqrt {1-\left({\frac {v}{c}}\right)^{2}}}
m=m01(vc)2m={\frac {m_{0}}{{\sqrt {1-\left({\frac {v}{c}}\right)^{2}}}}}
E=mc2E=mc^2

总之这些公式就是对的。老师告诉我们,说牛顿的公式在高速情况下是不成立的,这些知识不是现在的公式能解决的,接着就匆匆一带而过了,

我看着那几个公式,开始大胆地想,牛顿的 F=maF=ma 以及公式 W=FxW=Fx 在任一时刻都是成立的,只不过随着时间变化,mm 变了,tt 变了,xx 变了,所以这些公式才不成立。

接着凭着大胆的直觉,我觉得通过上面那三个变化公式加上牛顿的公式可以推导出 E=mc2E=mc^2

于是我就开始了大胆地算。

草稿太乱太多我就没有整理,在这里就只放出我最终汇总整理的计算过程吧,感兴趣的话可以点击图片查看细节。

计算过程_1

计算过程_2

计算过程_3

计算过程_4

这段计算过程是持续了好多天的,上课不听,下课不玩,光草稿好像都二十多张了。

当时应该是在高二结束的暑假,我们整体在富士康里上课。记得是一个很热的夏天,风扇在头顶呼啦呼啦地转。

算出来之后的成就感是无与伦比的,它也奠定了我对物理的所有信心。

在当时,我一心觉得,我考大学要选物理专业,我会成为一个物理学家。

关于这些

回看上面这些计算过程,可能当中也存在着错误,可能算得太麻烦。

有一些问题我费了很多劲自认为解出来了,也有很多问题会卡到一个点上无法继续,受限于我的知识水平。

当时我心中也存在着很多困惑。浪费这么多时间算这些高考不会考的问题划算吗?尤其是,你算了好麻烦,别人用你看不懂的方法几步算出来了,更何况这个问题你怎么知道用你现在的知识能解出来呢?

但这些,都是来源于我的想法,我觉得可以算出来,就试了下。

> 高中三年算出来一些挺有意思的问题,并且高中物理蛮好(尽管高考物理并不出色 T.T)

时空穿梭

不知不觉间,我已经工作两年了。

现在呢,如果我碰到了高中时期的我,我大概是不敢在他面前露面的,和他能说些什么呢?

未来你没有成为你想成为的物理学家,也没有从事物理相关的工作与研究。

你大学读的专业是电子信息,浑浑噩噩过了四年,高数甚至险些挂科。

本科一毕业你就去工作了,成为了互联网公司里最底层的螺丝钉,你干着前端写着业务加着班,做着和研究丝毫不搭边的工作。

我也只能说:

> 是啊,你安安稳稳活到了现在,有着自己的收入来源。

> 写代码这件事你很喜欢,特别是在写自己项目的时候。

> 你所担心的神经衰弱,所带给你的每一次惊吓,竟然很久都没再出现过。

> 认识的人,他们总是热情又认真。

那么,用这张图来收尾吧~

E=mc^2

---The End---

感谢阅读到这里。

忽然想再写一篇讲讲我是怎么走上前端这条路的,如果感兴趣的话,可以在下方留言哦~嘿嘿(^▽^)

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