王玉洋
大千世界,蕓蕓眾生,飛禽走獸,花鳥(niǎo)蟲魚,無(wú)處不在,無(wú)奇不有。天上飛的、地上跑的、水里游的、土里生的,數(shù)不勝數(shù),美不勝收。生活是五光十色的,讓我們也來(lái)看看能發(fā)現(xiàn)什么——
飲食中的物理學(xué)
問(wèn)題:為什么劈柴刀的刀背要厚一些,切菜刀的刀背要薄一些?
首先看看把東西分開(kāi)的原理:仔細(xì)觀察一下,刀的側(cè)面是斜的,在用刀劈或者切東西的時(shí)候,當(dāng)然要用力,這個(gè)力就使得刀的側(cè)面向兩邊推壓物體,使物體分開(kāi)來(lái),由于刀的側(cè)面對(duì)物體的推力,比我們用的力大得多,所以容易把物體分開(kāi)來(lái)。
那么,刀背跟刀面的關(guān)系究竟怎么樣呢?根據(jù)力的分解,我們知道刀口斜面的長(zhǎng)度比刀背寬幾倍,刀口給旁邊的推力,就等于作用力的幾倍。例如,一把斧頭的刀口斜面長(zhǎng)4寸,刀背寬1寸,我們用100牛頓力來(lái)劈柴,那么它向兩邊推壓木柴的力就各為400牛頓,如果把這把斧頭的刀背寬度減小一半,同樣用100牛頓力,刀口向兩旁的推力就增大到800牛頓。所以刀背越薄,刀口斜面越長(zhǎng),用起來(lái)就越省力。平時(shí)切菜時(shí)的刀不僅刀背薄,而且刀口鋒利,切東西自然不費(fèi)什么力氣了。
但劈柴刀為什么那么厚?
這是因?yàn)槟静窈苡?,易使刀口卷,另一方面,本身相?dāng)重,讓木柴受到的沖力更大,更易斷裂。雖然它不及薄刀省力,但我們利用它本身的重量和刀背上的力,已足夠把木柴劈開(kāi)。
交通、旅游中的物理學(xué)
旅行中首先是安全問(wèn)題。有時(shí),即使你沒(méi)分心,但如果不了解客觀規(guī)律的話。有些事情甚至不以你的意志為轉(zhuǎn)移,使你眼睜睜看著災(zāi)難發(fā)生。
問(wèn)題:兩艘平行疾駛的大輪船為什么會(huì)相撞?
1912年秋天,有一艘當(dāng)時(shí)世界上最大的遠(yuǎn)洋輪船——“奧林匹克”號(hào)出了事。一天,它正在大海上航行,在離它100米遠(yuǎn)的地方,有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克”號(hào)與它平行疾駛著??墒菂s發(fā)生了一件意外的事情:“小船好象被大船吸了去似的,一點(diǎn)也不服從舵手的操縱,竟一個(gè)勁地向‘奧林匹克號(hào)沖來(lái),最后‘豪克號(hào)的船頭撞在‘奧林匹克號(hào)的船舷上,把‘奧林匹克號(hào)撞了一個(gè)大洞”。
想找到出事的原因,我們先來(lái)看這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):把一張小紙條貼在嘴唇下方,用力向前吹氣,這紙條不是向下飄,而是向上飄。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了流動(dòng)氣體的壓強(qiáng)比靜止氣體壓強(qiáng)小,也就是說(shuō):“氣體流速越大,壓強(qiáng)越小”。(伯努利原理)
氣流和水流有許多相同的性質(zhì),實(shí)際上,水流的流速越大,壓強(qiáng)也越小。當(dāng)兩艘船中間的水比外側(cè)的水流得快,因此,水對(duì)兩船內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng),比外側(cè)部分受到的壓強(qiáng)要小。于是,在外側(cè)水的壓力下,使兩船互相靠近,以致“豪克”號(hào)撞到“奧林匹克”號(hào)的船舷上。
運(yùn)動(dòng)中的物理學(xué)
問(wèn)題:擲鐵餅時(shí),運(yùn)動(dòng)員為什么要旋轉(zhuǎn)身體?
投擲手榴彈和標(biāo)槍的運(yùn)動(dòng)員,大都是采用助跑的方法,在快速奔跑中把投擲物投擲出去,這是為了使投擲物在出手之前就有較高的運(yùn)動(dòng)速度,再加上運(yùn)動(dòng)員有力的投擲動(dòng)作,投擲物就能更有力地飛向遠(yuǎn)處。
投擲鐵餅時(shí),運(yùn)動(dòng)員是被規(guī)定在投擲圈內(nèi)進(jìn)行投擲。在直徑只有幾米的投擲圈里,不能進(jìn)行助跑動(dòng)作,要使鐵餅在出手前能有一定的運(yùn)動(dòng)速度,運(yùn)動(dòng)員就采用了在原地轉(zhuǎn)體的投擲動(dòng)作,來(lái)加快鐵餅的出手速度,提高投擲成績(jī)。同時(shí)還可以給予鐵餅一定的轉(zhuǎn)速,使它在空中運(yùn)行保持它的軸向,減少空氣阻力。
推鉛球時(shí),鉛球運(yùn)動(dòng)員大都是先把上身扭轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),背向投擲方向,然后,擺腿滑步前沖,再用力推出去,使鉛球在推出前已具有一定的速度。所以推鉛球時(shí)也要“旋轉(zhuǎn)”。
當(dāng)今世紀(jì),科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),知識(shí)經(jīng)濟(jì)初露端倪。新理論、新發(fā)現(xiàn)鋪天蓋地;新技術(shù)、新工藝層出不窮??梢哉f(shuō),科學(xué)技術(shù)正在以巨大的歷史力量,以人們難以想象的速度改變著人類文明進(jìn)程,讓我們感受科學(xué)技術(shù)帶給我們的無(wú)窮魅力!