剪刀以超光速裁剪纸张的分析
科普物理
2019-09-24 v2
摘要
一个流行的物理学传说认为，剪刀可以以快于光速的速度裁剪纸张。本文使用四个简单的剪刀示例从理论层面探究了这一反直觉的迷思。为简化起见，所有情况均涉及一个保持水平并恰好位于纸张下方的静止下刀片。第一种情况中，上刀片被视为完全刚性，绕纸张旋转并穿过纸张；第二种情况中，刚性上刀片将像断头台一样下落裁剪纸张。第三种情况中，使用以恒定角速度旋转的激光裁剪纸张，激光初始指向垂直于纸张上最近点；第四种情况中，均匀旋转的激光初始指向平行于纸张。尽管细节可能出人意料且偶尔复杂，但所有情况都允许纸张的某些部分以超光速被裁剪而不违反狭义相对论。因此，该流行传说在理论上被证实为真。
引用
@article{arxiv.1907.04885,
title = {Analyses of Scissors Cutting Paper at Superluminal Speeds},
author = {Neerav Kaushal and Robert J. Nemiroff},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04885},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 9 figures, accepted for publication in Physics Education (un-copyedited version)