谁走了更多的路,是头还是脚

时间:2023-11-16 13:09:01

在凡尔纳写的小说中,有一位主人公好像曾经做过这样的计算:

当他旅行的时候,究竟是身体的哪个部分走了更多的路呢?是头顶还是脚底?

如果我们用一种恰当的方式提出这个问题,这还真是一个很有教育意义的几何题。现在,我们就来讨论这个问题。

【题目】假设你沿着赤道围绕地球走了一周,你的头顶比你的脚底多走了多少路?

【解答】假设地球的半径是R,你的身高是1.7米,你的脚底就走了2πR的路,而你的头顶则走了2π(R+1.7)的路。所以,你的头和脚走的路的差就是:

2π(R+1.7)-2πR=2π×1.7=10.7(米)

也就是说,头比脚多走了10.7米。

有意思的是,答案中不包含地球半径的值,所以不管你是环绕地球旅行,还是环绕其他行星旅行,比如,木星或者其他的很小的行星,结果都是一样的。这是因为,两个同心圆的周长的差跟它们的半径没有关系,只跟两个圆周之间的距离有关。如果把地球的轨道半径增加1毫米,那么圆周长增加的部分跟把一枚5分硬币的半径增加1毫米,圆周长的增加值是完全一样的。

下面这个题目也很有意思,并被很多数学游戏题集收录了进去。其实,它也是利用了几何学上的这个似是而非的真理。

如果我们把一根铁丝绑到地球的赤道上,然后把这根铁丝延长一米,那么在这根松动的铁丝和地球之间,一只老鼠是否可以穿过去?

很多人可能会说,这个间隙肯定比一根头发丝还要细。在他的头脑中,1米跟赤道的长度40000000米相比,差距太大了!实际上,这个缝隙并不小,它足有16厘米,我们可以计算出来:

谁走了更多的路,是头还是脚

岂止是老鼠,一只大猫也完全可以穿得过去。