赛道上，如何跑得最快？你不知道的“最速曲线”！

人生如一条赛道，我们常常好奇怎样才跑得最快呢？

当我们在一条直线赛道上拼命往前冲时，这时候却有一个人从另一条赛道上超过了我们，这时候大家的心情是不是仿佛下一秒跪在雪地上朝天大喊:“不！这不公平！我这明明才是最快的赛道，他这是作弊！到底怎样才能最快！”

其实在物理界的大佬们也曾纠结过如此“哲学”的问题！伽利略于1630年提出了“两点之间到底哪种路径最快呢”，当时他认为这条线应该是一条直线，可是后来人们发现这个答案是错误的。

进入正题：

在大佬们的攀比中，我们逐渐窥见“人生本质”--两点之间存在一条最速曲线。但这可是有前提的噢，我在这原地开始冲刺，你却偷偷带上加速器，这可不行噢~ 都说人生而不平等，但是今天的对比得我们以相同速度出发噢！

那什么是最速曲线呢？看图最为直观。

文字描述

如上图（图源百度），每个轨道的顶端同时由静止释放质量、大小一样的小球，会发现有一个轨道上的小球最先到达终点，该轨道的曲线被我们称之为最速曲线。

最速曲线真正的样子：

文字描述

如上图，一个圆沿一条直线运动时，圆边界上一定点所形成的轨迹则为摆线，而我们通常看到的最速曲线则是摆线颠倒过来的曲线。

认识完最速曲线，相信这时候就有勤奋好学的好宝宝们好奇这个的原理了。容我简单地来跟大家分享一下吧。

解密：

虽然我们从小被教导，两点之间，线段最短。但是当小球横向滚动相同距离的时候，处于曲线轨迹的小球显然下落高度更多。在生活中，我们不难发现相同条件下，物体自由下落的高度越高，它的下落速度就越大。

因此，在直线上滚动的小球只能眼睁睁看着自己被超越咯。关于探索最速曲线的真实面貌，看似简单，但却牵扯到大学物理的思维和微积分等，感兴趣的学霸们后有彩蛋噢！

最速曲线除了掌握了选择最快跑道的奥秘，它还告诉我们关于“为时未晚”的道理！

如下图，颜色不同的小球从不同位置同时下落，竟然同时到达终点，这在直线上是不可能实现的现象。但在摆线这一特殊的曲线函数上，物理展现了它的奇妙。因此，最速曲线同时也被称为等时曲线。因此即使出发点不同，也不要退缩噢，只要找对了路，一样可以实现超越，抵达终点！（一股鸡汤味飘来~）

如此有趣的曲线，不仅仅可以解决人生难题，还在生活中有很大用处！

过山车设计

过山车便是最速曲线生活中的经典应用，我们做过山车为了啥？当然是为了刺激啊！

工程师为了满足顾客要求，便借用了最速曲线这一巧妙构思，争取让人们体会到下落的最快速度，体会到最爽的感觉咯。

滑板小技巧

在滑板场上，大家是不是都在暗暗较劲，比谁滑得更快，这时你只要掌握了最速曲线，你就是整个滑板场最靓的仔！

无论是同一出发点还是对手偷偷作弊提前抢跑，你只要按照最速曲线的轨迹滑行，你一定能赢！

供稿单位：西南大学科普空间站、重庆物理学会、北碚区科学技术协会

审核专家：张巧明

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