要做这种计算,必须用下面两个有关匀加速运动的公式:
在t秒钟末,速度v等于at,这里的a代表加速度,v=at
在t秒钟里所经过的距离S,可以用下面的公式求得:
s=(1/2)at2
让我们先用这两个公式来求得炮弹在“哥伦比亚”号大炮的炮膛里向前滑进的加速度。
小说告诉我们,那门大炮没有装火药的炮膛部分是210米,这也就是炮弹要走的路S。
我们也知道,最后的速度v=16000米/秒。有了S和v的数值,我们就可以求得c──炮弹在炮膛里运动的时间了(把这运动看作是一种匀加速运动)。既然
v=at=16000
那么,210=s=(at.T)/2=16000t/2=8000t
因此,t=210/8000≈1/40秒
炮弹在炮膛里显然只走了1/40秒!把t=1/40代到公式v=at里可以得出
16000=1/40a
因此a=640000米/秒2
可知炮弹在炮膛里运动时候的加速度是640000米/秒2,也就是说,比重力加速度大64000倍。
应当用多少长的炮膛才能使炮弹的加速度只是重力加速度的10倍,也就是11米/秒2呢?
这是一个把我们刚才的算法倒过来算的问题。已知:a=100米/秒2,v=11000米/秒(在没有大气阻力的情况下,这样的速度是足够的)。
从公式v=at,我们得出11000=100·t,由此可以算出t=110秒。
从公式s=(1/2)at2=(1/2)at·t,我们得到炮膛的长度应当是(11000×110)/2=605000米,用整数来说,就是600公里。
这样算出来的一些数字,就可以驳倒儒勒·凡尔纳小说里的引人入胜的计划。