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周日清晨的阳光比往日更显柔和,像一层薄薄的金纱,轻轻覆盖在图书馆的玻璃窗上。
许恙提前十分钟到达时,靠窗的老位置已经被占了——陆近宇正趴在长桌上,脑袋埋在臂弯里,浅灰色的卫衣帽子滑下来,遮住了大半张脸,只露出一小截白皙的脖颈和柔软的发梢。
桌上摊着一本竞赛力学真题集,旁边放着两杯还冒着热气的美式咖啡,杯壁上凝结的水珠正缓缓往下淌。
许恙放轻脚步走过去,刚想坐下,就见陆近宇猛地抬起头,眼睛里还带着刚睡醒的朦胧,像只受惊的小鹿。
“你来了?”
他揉了揉眼睛,声音带着点刚睡醒的沙哑,伸手把其中一杯美式往许恙那边推了推。
“我猜你今天会早点到,就绕路去买了你常喝的那家,少冰,加了半糖。”
许恙看着那杯熟悉的美式,心里泛起一阵暖意。
他坐下时,指尖不小心碰到陆近宇的手背,两人都顿了一下,又飞快地移开,耳尖却不约而同地红了。
“谢了。”
许恙拿起咖啡喝了一口,温度刚刚好:
“你怎么来得这么早?”
“昨晚琢磨那道三星系统的题,越想越睡不着,干脆就早点过来了。”
陆近宇说着,指了指真题集上那道画着红圈的题,眉头又皱了起来,“你看这个,三个星体在引力作用下做圆周运动,还要求分析微小扰动下的稳定性,我光是画受力分析图就画了三张,越画越乱。”
许恙低头看向题目:质量分别为m?、m?、m?的三个星体,初始时构成等边三角形,绕质心做匀速圆周运动,若给其中一个星体一个微小的径向扰动,判断系统是否稳定。
这确实是竞赛中的难点,不仅涉及天体力学的知识,还需要用到分析力学中的拉格朗日方程,对数学推导能力要求很高。
“别着急,我们先从最简单的模型入手。”
许恙从笔袋里拿出红笔,在草稿纸上画了一个等边三角形,三个顶点分别标上A、B、C,“首先,我们需要确定系统的质心位置,把质心作为坐标系的原点,这样可以消去系统的整体平动,简化计算。”
他顿了顿,又补充道,“还记得我们上次复习质心运动定理时说的吗?对于多体系统,质心的运动状态只由外力决定,而这里三个星体之间的引力都是内力,所以质心是静止的。”
陆近宇点点头,立刻拿出自己的错题本翻到相关章节,上面用蓝笔写着“质心坐标系的应用技巧”
旁边还画了个小小的示意图。
“我记得这个,”他恍然大悟地说,“上次你给我讲二体问题时,就是用质心坐标系简化的,把两个星体的运动变成了一个星体相对于另一个星体的相对运动。”
“没错,这个思路可以推广到多体问题。”
许恙在草稿纸上写下质心坐标的公式,“我们先计算质心O到每个星体的距离,因为初始是等边三角形,边长为a,所以可以设A点的位置矢量为r?,B点为r?,C点为r?,根据质心定义,m?r? + m?r? + m?r? = 0,这个条件可以用来消去一个变量。”
陆近宇立刻拿起笔,跟着许恙的思路在草稿纸上演算:“假设m? = m? = m,m? = 2m,那么质心应该更靠近C点,对吧?”
他一边算一边说,“r?和r?的长度应该相等,r?的长度是r?的一半?”
“差不多是这个意思,但需要精确计算。”
许恙帮他整理了一下演算过程,“设等边三角形的中心到顶点的距离为R,那么每个星体到质心的距离可以表示为r? = (m? + m?)R / (m? + m? + m?),以此类推。不过因为初始是匀速圆周运动,我们还需要用到万有引力提供向心力的条件,求出初始的角速度ω?。”
两人一起在草稿纸上推导初始角速度的表达式。
陆近宇负责计算两个星体之间的引力大小,许恙则负责将引力分解为径向和横向分量,合力提供向心力。
阳光慢慢在桌面上移动,从公式的这一端爬到那一端,偶尔有微风从半开的窗户吹进来,带着窗外樱花的淡淡香气,落在两人的书页上。
“这里是不是应该用余弦定理计算A受到的B和C的引力的合力?”
陆近宇拿着笔,指着草稿纸上的受力分析图问。
A点受到B的引力F?和C的引力F?,两个力的夹角是60度,因为初始是等边三角形。
“对。”
许恙点点头,“F?的大小是Gm?m?/a?,F?是Gm?m?/a?,然后用平行四边形定则求合力,再将合力分解为指向质心的径向分量和垂直于径向的横向分量。因为初始是匀速圆周运动,横向分量应该为零,径向分量提供向心力m?r?ω??。”
陆近宇立刻开始计算,笔尖在草稿纸上飞快地移动。
过了一会儿,他皱着眉抬起头:“不对啊,我算出来的合力径向分量比向心力大,是不是哪里分解错了?”
许恙凑过去看了看他的演算过程,发现他在分解F?的径向分量时,角度算错了。
“你看,C点在质心的另一侧,所以F?与径向的夹角不是60度,而是120度,余弦值应该是-0.5,而不是0.5。”
他用红笔在错误的地方画了个圈,“上次你在做斜面上的受力分析时,也犯过类似的错误,记得要先确定力的方向和坐标系的夹角。”
陆近宇恍然大悟,拍了下自己的额头:
“我怎么又犯这种低级错误!”
他立刻改正过来,重新计算,这次终于得到了正确的结果,“算出来了!ω?? = G(m? + m? + m?)/a?,这个结果看起来还挺简洁的。”
“很好,这是初始的平衡状态。”
许恙点点头,“接下来就是分析微小扰动的情况。我们假设给A星一个微小的径向扰动,让它的距离从r?变成r? + δr,其中δr是一个很小的量,然后分析它的运动方程,看这个扰动会不会随着时间增大,如果会,系统就是不稳定的;如果不会,就是稳定的。”
这一步需要用到拉格朗日方程,陆近宇对此还不太熟悉,脸上露出了为难的神色。
“拉格朗日方程我只在课本上见过,从来没实际用过,感觉好复杂。”
他挠了挠头,“那个L = T - V,T是动能,V是势能,对吧?但三个星体的动能和势能加起来,表达式肯定很长。”
“别担心,我们可以先写出拉格朗日量的一般形式,再利用对称性简化。”
许恙在草稿纸上写下拉格朗日量的表达式,“T是三个星体动能的和,每个星体的动能是?m?? + ?mr?θ??,因为是极坐标。V是三个星体之间的万有引力势能,V = -Gm?m?/a - Gm?m?/a - Gm?m?/a,不过在扰动后,a会变成a + δa,所以需要把V在平衡位置展开,保留到δa的二次项。”
陆近宇认真地听着,时不时在错题本上做笔记。
许恙讲得很细致,从拉格朗日方程的推导过程,到如何处理小扰动,每一步都解释得清清楚楚,还时不时停下来问他是否理解。
陆近宇原本觉得晦涩难懂的知识点,在许恙的讲解下,竟然慢慢变得清晰起来。
不知不觉间,两个小时过去了,窗外的阳光已经升到了头顶,图书馆里的人也多了起来。
陆近宇终于在许恙的帮助下,写出了扰动后的运动微分方程。
“所以,只要这个方程的特征根是纯虚数,系统就是稳定的,对吗?”
他看着草稿纸上的最终结果,眼睛里充满了期待。
“没错。”
许恙笑着点头,“你看这个方程,δr的二阶导数加上一个正数乘以δr等于零,这是一个简谐运动的方程,解是周期性的,说明扰动不会无限增大,系统是稳定的。”
陆近宇兴奋地欢呼一声,差点从椅子上跳起来:“太好了!终于搞懂了!”
他看着草稿纸上密密麻麻的公式,又看了看许恙,脸上露出了感激的笑容,“许恙,真的太谢谢你了,如果不是你,我肯定还在对着这道题发呆。”
“不用谢。”
许恙看着他开心的样子,心里也暖暖的,“你自己也很努力,能跟上我的思路,还能提出问题,进步已经很大了。”
他顿了顿,从笔袋里拿出便利贴,画了个举着奖杯的小人,旁边写着“力学小能手陆近宇”,贴在他的草稿纸一角,“奖励你的,庆祝你攻克了这道难题。”
陆近宇看着便利贴上的小人,忍不住笑了起来,小心翼翼地把便利贴揭下来,贴在自己的错题本里,和之前那个草莓小人挨在一起。
“我要好好保存这个奖励,”他说,“以后遇到难题,就拿出来看看,给自己打气。”
就在这时,陆近宇突然一拍脑袋:
“哎呀!差点忘了正事!”
他从帆布包里掏出一个小小的密封袋,里面装着猫粮,“昨天我在图书馆后面的小花园看到一只橘猫,瘦得只剩下一把骨头,我就买了点猫粮,本来打算中午去喂它的,一做题就给忘了。”
许恙看着他手里的猫粮,忍不住笑了:“你还挺有爱心的。正好我们也复习了一上午,累了,去喂完猫再回来吃午饭吧?”
“好啊好啊!”
陆近宇立刻收拾好东西,拉着许恙的手腕就往外走,“它就躲在那个爬满蔷薇的篱笆后面,特别怕人,昨天我蹲了好久,它才肯出来吃一点东西。”
两人穿过图书馆的侧门,来到后面的小花园。
四月的花园里,月季和蔷薇开得正盛,粉色、红色、黄色的花朵爬满了篱笆,空气中弥漫着浓郁的花香。
阳光透过树叶的缝隙洒下来,在地上投下斑驳的光影。陆近宇轻手轻脚地走到篱笆边,从密封袋里倒了一些猫粮在掌心,然后慢慢蹲下身,对着篱笆里面小声呼唤:
“咪咪?小橘?出来吃饭啦,我给你带好吃的来了。”
许恙站在他身后不远处,看着他小心翼翼的样子,嘴角忍不住微微上扬。
陆近宇平时看起来大大咧咧的,但在对待小动物时,却格外温柔细心。
过了一会儿,一只巴掌大的橘色小猫从篱笆的缝隙里探出头来,两只眼睛亮晶晶的,警惕地看了看他们,又闻了闻空气中的猫粮味,犹豫了半天,才慢慢地挪了出来。
“别怕别怕,我们不会伤害你的。”
陆近宇放柔了声音,把掌心的猫粮往前递了递。
小猫又看了他一眼,确定没有危险后,才低下头,小口小口地吃了起来。
它吃得很快,像是饿了很久,小小的身体因为用力吞咽而微微颤抖着。
陆近宇看着小猫狼吞虎咽的样子,心疼地说:“你看它瘦的,肯定饿了好几天了。”
他又从密封袋里倒了一些猫粮在旁边的石头上,“多吃点,不够还有,我这里还有很多。”
小猫吃完掌心的猫粮,又跑到石头边继续吃。
陆近宇悄悄伸出手,想摸一摸它的头,可手刚伸过去,小猫就警惕地往后缩了缩,喉咙里发出“呜呜”的声音。陆近宇笑了笑,收回手,耐心地看着它吃。
“它还挺胆小的,”许恙也走了过来,蹲在陆近宇身边,小声说,“可能以前被人欺负过。”
“嗯,”陆近宇点点头,“我昨天看到它的时候,它正在垃圾桶旁边找东西吃,身上还有好几处伤,看起来好可怜。”
他顿了顿,又说,“以后我每天都来喂它,说不定时间长了,它就不怕我们了。”
许恙看着他认真的样子,心里泛起一阵涟漪。
他突然觉得,眼前这个男孩虽然有时候有点迷糊,但却有着一颗无比善良柔软的心。
“好啊,”许恙笑着说,“等它不怕我们了,我们就给它取个名字吧?”
“好主意!”陆近宇眼睛一亮,“叫什么好呢?它是橘色的,叫‘小橘’怎么样?简单又好记。”
“可以,挺贴切的。”许恙表示赞同。
小猫吃完猫粮,又喝了几口旁边水池里的水,然后对着他们叫了两声,声音小小的,像是在道谢。
陆近宇开心地说:“你看,它好像在跟我们道谢呢!”
“说不定是呢。”
许恙站起身,拍了拍裤子上的灰尘,“我们该去吃饭了,下午还要继续复习呢。”
“嗯!”
陆近宇也站起身,把剩下的猫粮收好,“明天我带个小盘子过来,这样它吃起来也方便,不会把爪子弄脏。”
两人并肩走出小花园,阳光把他们的影子拉得很长,紧紧地靠在一起。
路过一家甜品店时,陆近宇突然停下脚步,说:“等一下,我去买个东西。”他快步走进店里,几分钟后拿着两个草莓冰淇淋走了出来,把其中一个递给许恙,“刚做的,草莓味的,你尝尝。”
许恙接过冰淇淋,咬了一口,甜美的草莓味在舌尖散开,冰凉的感觉瞬间驱散了一上午的疲惫。
“很好吃,”他笑着说,“谢谢你。”
“不客气,”陆近宇也咬了一口自己的冰淇淋,“这是奖励我们上午攻克难题的,也是奖励我们认识了小橘。”
两人一边吃着冰淇淋,一边往食堂走去。
路上,陆近宇滔滔不绝地说着以后要怎么照顾小橘,要给它买猫砂、猫玩具,还要带它去宠物医院检查身体。许恙静静地听着,偶尔点点头,心里觉得格外温暖。
到了食堂,陆近宇熟练地打了许恙喜欢吃的金枪鱼沙拉和糖醋排骨,自己则打了一份宫保鸡丁和一碗米饭。
两人找了个靠窗的位置坐下,一边吃饭一边继续讨论下午的复习计划。
陆近宇说想复习流体力学,因为上次做伯努利原理的题错了好几个,许恙表示赞同,并说可以帮他整理一份常见易错点清单,让他复习起来更有针对性。
吃完午饭,两人回到图书馆,继续投入到紧张的复习中。陆近宇按照许恙的建议,先复习流体力学的基本概念,再做相关的例题和习题。
遇到不懂的地方,就随时向许恙请教。许恙则在一旁整理易错点清单,时不时抬头看看陆近宇,发现他遇到难题时会皱着眉头,咬着笔杆,样子格外认真可爱。
下午四点多的时候,陆近宇突然说:“我有点困了,我们去外面走走吧,醒醒脑。”
许恙点点头,放下手里的笔,和他一起走出图书馆。
两人沿着图书馆前面的樱花道慢慢走着,粉色的樱花花瓣随风飘落,落在他们的肩膀和头发上。
“你看,这棵樱花树的花开得真好,”陆近宇指着一棵枝繁叶茂的樱花树说,“上次我们在这里拍照,你站在树下,发梢落着花瓣,特别好看。”
许恙的心跳突然漏了一拍,他想起上次陆近宇给自己拍的照片,背面还写着“许恙,比樱花好看一百倍”。
“是吗?”
他故意装作不在意地说,“我觉得一般般。”
“才不是呢,”陆近宇认真地说:
“在我心里,你比任何花都好看。”
说完,他的脸瞬间红了,不好意思地低下了头。
许恙看着他泛红的脸颊,心里像被什么东西填满了,暖暖的。
他鼓起勇气,轻轻握住了陆近宇的手。
陆近宇愣了一下,然后反握住他的手,指尖紧紧相扣。两人没有说话,只是静静地沿着樱花道走着,阳光透过樱花树的枝桠洒下来,落在他们紧握的手上,温暖而美好。
回到图书馆后,陆近宇的复习效率明显提高了很多,做流体力学的题也越来越顺手。
许恙看着他的进步,心里由衷地为他感到高兴。他把整理好的易错点清单递给陆近宇,上面详细列出了伯努利原理、连续性方程、粘性流体等知识点的常见错误和注意事项,还配了相应的例题。
“太谢谢你了,许恙!”
陆近宇接过清单,激动地说,“有了这个,我复习起来就轻松多了。”
他立刻按照清单上的内容进行复习,遇到不懂的地方就和许恙一起讨论,两人的配合越来越默契。
傍晚时分,图书馆闭馆的铃声响起时,两人已经把流体力学的重点内容复习完了。
在回家的路上,许恙还强势的捧着陆近宇的脸强势的亲了一口:“陆近宇,你爱不爱我”
陆近宇点头:“爱,但是口头上的爱不算,我想用实际行动证明自己对你是一心一意的。”
许恙笑了:“好,那我们一起努力,永远在一起。”
永远在一起。
[坏笑]又来发小甜饼了[三花猫头]
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作者公告
已经完结啦!谢谢大家的支持!!! 会不定时更新番外的,大家支持下一本新书:《我想跟你谈恋爱》
……(全显)