奥运#开学第一课|到更遥远的空间去 建造一所火星小学

奥运#开学第一课|到更遥远的空间去 建造一所火星小学
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封面新闻采访人员 张峥实习生 周钰
“此曲只应天上有,人间能得几回闻?”新学期第一天,诗意成都草堂小学开学第一课迎来了主讲老师、电子科技大学航空航天学院教授李滚。一句耳熟能详的杜甫爷爷的诗歌,把孩子们立刻引入到了浩渺无穷的宇宙。曹操和孙悟空谁跑得更快?孙悟空一个筋斗云要多久才能到火星?航天器能在太空到处晃悠不遵守“课堂纪律”吗?未来,我们能不能把学校建到火星上去?
一个个充满想象和诗意的问题点燃了孩子们内心对未知世界探索的渴望。
“奥运精神”与“航天精神”异曲同工
刚刚过去的春节,有三位宇航员在距离我们最近的400公里的太空,向大家致以节日的祝福;在向世界展示中国人浪漫的冬奥开幕式上,巨大的“冰舞台”、剔透的冰立方、“破冰”而出的奥运五环,让大家再度见证了航天人精准的系统控制能力和超强的执行力。
回到小小的校园,其实航天距离我们并不遥远。“我们也可以在校园里搭建像奥运舞台那样的舞台,可以想象未来把课堂搬到空间站去……”李滚启发孩子们。
“这幅图是中国的航天发射架,下面这幅图是某建筑工地,你看他们是不是有点长得像?”他还给同学们展示了“卸妆”后的冬奥会舞台,“其实,去掉高科技的东西,奥运舞台跟学校的主席台也差不多。”
“奥运精神”与“航天精神”更是异曲同工。李滚说,奥运会的口号是更高、更快、更强、更团结,而航天除了这些,“可能还有更远、更精、更准、更小、更大、更省……”
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曹操和孙悟空谁跑得更快?
“小朋友们都是航天专家,我问一个问题,曹操和孙悟空谁跑得更快一些啊?”台下立即响起了此起彼伏的回答。李老师开始揭秘:如果从物理学角度讲,可能曹操跑得要更快一些,为什么呢?曹操是“说曹操曹操就到”。“孙悟空一个筋斗有十万八千里,可是我们不知道他多长时间翻一个筋斗。如果孙悟空要飞到一些遥远的天体上面去,还是非常费劲儿的。”
我们今天站在操场上,要到一个遥远的天体上去是非常困难的。他举了一个例子,比邻星离我们的距离大概是4.24光年。这样一个遥远的距离,如果让小朋友做一个行程的问题,计算运动员中跑得最快的博尔特,以每秒十米的速度跑向比邻星,需要跑12711万年;民航飞机,大概要飞500多万年,最快的探测器需要6620年……看来,人类依然很渺小!
如果让孙悟空以每秒十万八千里的速度飞到火星,要多长时间呢?答案是两个小时。“如果他到火星上取一本教材,再到我们草堂小学来,就得四个小时。”“我知道各位同学一定想到天上去上课,实际上目前的火星非常的荒芜,那么下面这一个是绿化美容后的火星,我们将来可以在火星上建造一座草堂火星小学,到时候我们在草堂火星小学或者火星草堂小学上课,那是非常美妙的事儿。”
航天器也要像学生一样遵守“航天纪律”“小朋友们,你们荡过秋千吗?你们在操场上跑过步吗?你觉得卫星的运动与荡秋千和跑步有相似之处吗?”有的人说有,有的人说不一样。其实,航天器的运行也要像学生一样遵守“航天纪律”。李滚告诉同学们,卫星的轨道力学和地面的力学原理是一样的。“在忽略其他摄动的影响下,每颗卫星都在一个固定的轨道上运动,它有一个定向的轨道面,就像我们的操场,它的轨道就像我们操场的跑道,轨道只能是一组圆锥曲线:要么是一个圆,要么是一个椭圆,要么是一个双曲线,要么是一个抛物线。”卫星在太空遵纪守法、墨守成规——遵守机械能守恒和角动量守恒定律。也就是说,卫星绕着地球运动的时候,就像小姐姐荡秋千,它和诗歌“绿杨楼外出秋千”的秋千一样,动能和势能的总和机械能是守恒的。