小樹林
前段時間,一項“立掃帚”的活動風靡起來,或者你還看到過這樣的消息:美國宇航局(NASA)說,2月11日這天,地球的引力最小,所以平時一放就倒的掃帚可以在這天立起來,這也是全年唯一能讓掃帚站立的一天。于是,好多人紛紛拿出自己家的掃帚做起了實驗。這一試不要緊,大家驚訝地發(fā)現(xiàn),自家的掃帚居然真的穩(wěn)穩(wěn)地立在了地上,有的還能數(shù)小時不倒呢。難道地球的引力真的變小了?
地球的引力變小了嗎
要回答這個問題,我們得先來看看究竟什么是引力。經(jīng)??础秾W與玩》的你肯定聽過牛頓和蘋果的故事。在幾百年前,有一個非常著名的科學家叫牛頓。據(jù)說有一天,他坐在蘋果樹下,被樹上掉下來的蘋果砸到了腦袋。牛頓沒有抱怨自己運氣不好,而是想,為什么蘋果會落到地上,而不是飛到天上呢?他想了好久,終于想明白了,原來是因為地球?qū)μO果有吸引力啊。雖然這個故事可能是虛構(gòu)的,但確實展現(xiàn)了科學家思考地球引|力的開端。
后來,其他科學家在牛頓的想法基礎(chǔ)上繼續(xù)研究,發(fā)現(xiàn)原來世界上任何東西都能產(chǎn)生引力,只不過像地球、太陽這種比較重的東西產(chǎn)生的引力比較大,而像汽車、石頭這樣相對比較輕的東西,產(chǎn)生的引力比較小,以至于你感覺不到而已。
那么,地球的引力真的在2月11曰那天變小了嗎?當然沒有。地球引力的大小只跟地球的重量有關(guān),而地球并沒有在那天變得特別輕,所以那天地球的引力也跟平時沒有什么不一樣。
為了怕大家誤會,NASA也站出來辟謠,表明讓掃帚立起來的基本物理學原理在每一天都有效。
站得穩(wěn),其實另有玄機
引力沒有變化,那么掃帚為什么能站起來?其實這是由于它重心低,再加上本身結(jié)構(gòu)穩(wěn)。對于任何有重量的東西,比如你正在看的這本《學與玩》雜志,如果你拎起它的一個角,就會發(fā)現(xiàn),這本雜志會沿著一個方向垂下去。如果你多拎幾次,每次拎不同的角,就會發(fā)現(xiàn),不同的下垂方向交匯在一個點,這個點就是重心,它代表了一個物體不同部分受到重力的綜合作用。
明白了什么是重心,我們就不難理解,因為掃帚手柄很長、很輕,而掃帚頭很短、很重,所以當你把掃帚豎起來的時候,它的重心非常低。再加上掃帚頭的底面是一個平面,就像臺子似的,所以當你把掃帚立起來的時候,它就能穩(wěn)穩(wěn)站住了。
除了立掃帚,在春分這個節(jié)氣,人們還有立雞蛋的習俗。按老祖宗的說法,春分這天白天和黑夜一樣長,所以雞蛋能立住。其實這也是重心玩的小把戲。只要你能找到雞蛋的重心,然后讓它的重心位于垂直于桌面的線上,雞蛋在任何時候都能穩(wěn)穩(wěn)站住。只不過,雞蛋的底面比較圓,做這個實驗需要比立掃帚更有耐心。
利用重心,你也能當魔術(shù)師
說了這么多,其實你也可以利用重心玩點花樣,在你的好朋友面前“秀”一下。我現(xiàn)在就來教你一個。你需要準備的道具有一把錘子、一根筷子、一條短一點的繩子,以及一張桌子。
首先,用繩子把錘子的前三分之一處和筷子的前三分之一處連在一起。接下來是最重要的一步,你要用錘子的另一頭頂住筷子的另一頭,就像圖片這樣。最后,把筷子的前半段放在桌子邊緣。只要你耐心地調(diào)整繩子的位置,就會發(fā)現(xiàn),筷子居然穩(wěn)穩(wěn)地掛在了桌子邊緣,而不會掉下去!
是不是很神奇?其實這也是重心搗的鬼。當你用繩子把錘子、筷子連在一起后,它們?nèi)齻€就會組成一個三角形。只要繩子的長度、連接的位置恰當,這個三角形的重心就可以落在筷子的前半段。當你把它掛在桌子邊的時候,重心就落在了桌子邊緣,它們也就能穩(wěn)穩(wěn)地掛住了。重心就是這么神奇,趕緊試一下吧!