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    科学解读“上坡容易下坡难”的怪坡现象

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    • Lv.14质子中子电子
      库伦
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    • 相信大家都有这样的一个体会:从坡顶上骑自行车顺坡而下非常容易而从坡底骑自行车逆坡而上却显得有些困难。这就是所谓的“下坡容易上坡难”。

      科学解读“上坡容易下坡难”的怪坡现象

      但是,你听说过“怪坡”吗?站在怪坡的“坡底”,前面的坡看起来好像“上坡”,但骑着自行车“逆坡而上”却非常容易,把一瓶饮料摆在“坡底”,饮料瓶会“自动”往“坡顶”滚动,甚至旁边的溪流也会往“高处”流。但是要想在“坡顶”骑自行车“顺坡而下”,那就有些困难了。这可不是我本人信口开河,而是真实存在的“怪现象”,感兴趣的读者可以自己到BD上搜一下。

      但是,如果用专业仪器在“怪坡”的两端进行测量的话,就会发现,“怪坡”的“坡底”实际上要比“坡顶”还要高

      那么如何科学解读这一现象呢?

      科学解读“上坡容易下坡难”的怪坡现象

      假设斜坡的长度为 L 坡顶与坡底的高度差 Δ,则斜坡的倾斜 α 满足 sin α =  Δh / L

      观察者对于标准平面的选取很大程度上会受到周围环境的影响一般情况下是正确的。但是在“怪坡”的情况下,这种选取就会出现“问题”。假设观察者站在上图中的 A 处,坡面 AB 是一个倾斜角为 α 的上坡( sin α = BL / AB ), AL 为真正的水平面,但是由于观察者受到周围环境的影响,误将 AC 看做“水平面”(在这里将 AC 记为“视觉水平面”),令 ∠ CAL = β ( ∠ CAL 是“视觉水平面”相对于实际水平面的倾角),则 ∠ BAC = ∠ CAL – ∠ BAL = β – α ,由于 ∠ CAL > ∠ BAL (即 β > α ),所以 ∠ BAC > 0( β – α > 0  ,观察者就会将坡面 AB 视为一个倾角为 ∠ BAC 的“下坡”,而意识不到坡面 AB 实际上是一个倾角为 α 的上坡。这就是怪坡的原理

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      李政道
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