登陆注册
2039700000001

第1章 进入神奇的力世界(1)

宇宙是由物质构成的。力使物质聚在一起,产生运动。力是指物体之间的相互作用。一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能摆脱物体而独立存在的。万有引力(或引力)是最基本的力之一。任何一种物质都有引力,从构成原子的微小粒子到最大的恒星,无一例外。万有引力是指所有物质都互相吸引着对方的力。

无处不在的力

力是个非常黏人的东西,因为它总是喜欢跟着我们,下面就带领大家去认识一下这些在我们的生活中无处不在的力。

首先,我们一定要认识这位跟我们时刻不离的力--重力。要知道,我们在任何情况下都一定会受到重力的作用。虽然我们不喜欢它跟着我们,不过我们的生活还真不能离开它。因为只要你想安稳地站在地上,不想在空中飘着,就一定要受到重力的作用。

地球上所有的物体都要受到重力的作用,不止我们人类,其他的生物和物体也同样要受到它的作用,就连高山、流水和空气也逃脱不掉。

说到重力,就不得不提起牛顿。一次偶然的机会,牛顿看到了苹果落地的现象后陷入了思考:为什么苹果会自己掉到地上来呢?又没有人上去摘。于是,他就发现了重力的存在,是重力的作用促使苹果掉到了地上。

重力还有个好朋友,它们也是形影不离的,那就是支持力。也就是说,我们在受到重力的同时,也同样会受到支持力。那么支持力是谁给我们的呢?是支持我们的物体。如果我们站在桌子上,那么就是桌子给我们支持力;如果我们躺在床上,那就是床给我们支持力;如果我们站在地上,那给我们支持力的就是大地。如果没有其他的力来凑热闹,我们所受到的支持力与我们本身的重力是相等的。其实这也是牛顿说的,即牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力是大小相等、方向相反、且作用在一条直线上的两个力。

还有一个力也是很讨厌的,那就是摩擦力,这是一种阻碍相对运动的力。当我们骑着自行车向前行走时,摩擦力就找上门了。本来我们可以骑得很快,可就是因为摩擦力在作怪,所以才限制了我们的速度。不过这样也好,最起码减少了交通事故的发生率。如果没有摩擦力,那还不都成了飞车了?摩擦力是两个互相滑行的物体之间的运动阻力。任何质地的物质表面,或者有起伏的表面,甚至是玻璃上,都会有摩擦力存在,它的表面与沙砾相比,只不过是表面更加光滑而已。物体表面上的起伏对于运动的抵抗效果就如同崎岖不平的道路对于汽车速度的减慢。摩擦力实际上是由于两个物体的分子被虚弱地连接在一起,然后又被分开形成的。摩擦力有一个特点,那就是它只喜欢跟着运动的人,而如果我们老老实实地坐在那里,摩擦力是不会找上门儿的。

怎样让溜冰鞋一直滑下去

我们穿着溜冰鞋溜冰的时候,有没有为了躲让突然从路口冲出来的人或小狗而摔倒过?我们每个人应该都经历过类似的事情,那么,为什么想拼命停下来的时候,却怎么也停不下来呢?当公交车正在急速行驶的时候,司机突然紧急刹车,车里的乘客们会怎么样呢?结果是:他们的身体会向前倾。相反的,如果是司机突然开动公交车的时候,乘客的身体就会向后倾。这个时候,你还可以观察一下公交车的扶手,你会发现公交车的扶手也会出现同样的现象。如果公交车突然停下来,扶手就会向前倾;如果公交车突然开动,扶手就会向后倾。也就是说,乘客和扶手的运动方向与公交车的运动方向是完全相反的。

正因为这样,所以在公交车上我们才会经常听到"请您、坐稳、扶稳"的广播提示,在坐公交车的时候爸爸妈妈才会一上车就开始唠叨,对我们说"坐稳了"、"抓紧扶手"……因为,如果汽车紧急刹车,你的身体就会向前倾,这时你就会失去重心,自然也就很容易摔伤了。

那么,为什么会出现这种现象呢?其实,这是因为物体身上都存在一种惯性,只要不向它施加任何外力,它就会一直保持静止或者匀速直线运动的状态。人们把物体这种想要保持原来运动状态的性质称为惯性,而惯性定律也被称为"牛顿第一定律"。

在我们的日常生活中,经常会利用到惯性原理。比如说小狗使劲抖掉身上的雨滴、人们为了掸掉被子上的灰尘而使劲拍打被子……另外,惯性还会在我们跑步的时候把我们绊倒呢。

是惯性原理帮助小狗抖掉了沾在毛上的水珠。小狗在摇动身体的时候,先把身体向右移,然后再猛地向左移,这样一来由于物体的惯性,沾在狗毛上的水滴会继续向右运动,最后从小狗身上掉下来。人们在拍打掉被子上的灰尘和螨虫的时候,同样也利用了惯性原理。人们用木棒敲打被子时,就向被子施加了外力,被子就会运动起来,然而惯性却让灰尘和螨虫停留在原地,灰尘和螨虫自然也就落到了地上。

你知道吗?宇宙飞船在宇宙中飞行,达到一定的飞行速度后,就不再喷射火焰了。虽然没有火箭的推力,但宇宙飞船却仍然能以同样的速度向前飞行。这是因为宇宙中没有空气,宇宙飞船和空气摩擦产生的摩擦力也就消失了,没有了阻力,所以宇宙飞船就可以一直恒速向前飞行了。

我们可以在下雨的时候做一个小实验,试着转动你手中的雨伞。当你转动雨伞的时候,伞上面的雨珠就会被甩出去,乍一看,这些雨珠似乎是杂乱无章地向四周射出。但如果你仔细观察的话,你就会发现,雨珠的运动方向和雨伞的中心刚好形成一个直角。这是为什么呢?其实,这也是惯性的魔力,一直在做圆周运动的雨珠在飞离伞的时候摆脱了向心力的控制,惯性就可以轻而易举地让它们做直线运动,所以就出现了这种现象。

读到这里,你是不是已经知道文章开头提出的问题的答案了呢?就是当你穿着溜冰鞋溜冰的时候,突然有人和小狗冲了出来,你很想停下,可是它却不听你的话,怎么也停不下来。

当你穿着溜冰鞋溜冰的时候,惯性也会在你身边,偶尔推你一下。

所以,在没有受到外力的作用的时候,物体就会做匀速直线运动。不论是有小狗突然冲出来,还是你前面出现了一个大坑,或者是送比萨的大叔骑着摩托车突然出现在了你的面前,结果都一样。因为你溜冰的时候,惯性一直都在你身边。

想要躲开这些突然冒出来的障碍物,你就必须减速或是改变方向。不然的话,惯性就会让你的身体继续向前运动。所以,在你溜冰的时候必须戴上安全帽,做好防护措施,还要在相对安全的专用溜冰场地里溜冰,而不是在大街小巷中。

你知道大炮出现以前,世界上最厉害的武器是什么吗?是投石器。投石器就是利用了弹性和惯性,才会有那么大威力的,才能把巨石投到很远的地方。也是因为惯性,我们家里用的洗衣机才能把湿衣服甩干,把衣服和水分分离开来。

苹果为什么不能掉到天上去

假如有一天一个苹果落到你的头上,你会是什么反应?

也许你能成为牛顿,也许你只感觉到头被砸得很疼。

其实,在苹果掉在牛顿头上之前,牛顿就一直认为大自然中有一种神秘的力存在,是这种无形的力拉着太阳系中的行星围绕太阳旋转。但是,他一直无法验证这是一种怎样的力。

直到有一天,当牛顿在花园的苹果树下思索,一个苹果落到他的脚边时,牛顿终于获得了顿悟,他的问题也逐渐地被解决了。

传说1665年的深秋,牛顿坐在自家院中的苹果树下苦思着行星绕日运动的原因。这时,一只苹果恰巧落下来,它落在牛顿的头上,这是一个发现的瞬间,这次苹果下落与以往无数次苹果下落不同,因为它引起了牛顿的注意。牛顿从苹果落地这一理所当然的现象中找到了苹果下落的原因--地球引力的作用,这种来自地球的无形的力拉着苹果下落,正像地球拉着月球,使月球围绕地球运动一样。

地球为什么会有引力呢?为什么能够吸引着周围的力量呢?解释这一切,还需要从地球的磁场说起。

地球的磁场主要是南北两极磁场,来自于地球内部。地球磁场的起因有很多学说,其中最有说服力的,也是最合理的解释为发电机说。这种学说认为,地球的外核心中融化的铁、镍合金可以流动,由此流动而生电流;由于电流的产生,维持物质继续流动,如此循环,周而不息,维持地球磁场的存在。

对于地球而言,由于地球自转的因素,两极引力强,赤道引力最弱,这也是为什么卫星发射中心的纬度都很低的原因,也就是考虑到低纬度的地球引力要更小一些。

同时,我们可以得出一个定理,就是地球引力是连续变化的。两极引力大,赤道引力小,引力最大的地方在哪里呢?在地球引力除去自转离心力作用最大的地方,就是两极的金属矿上。北极是冰雪覆盖的一片大海,地表没有矿藏,所以这个引力最大的位置就是南极查尔斯王子山脉南部的鲁克尔山北部的特大磁铁矿上。

至于地球上哪里引力最弱,从上面推导可以看出,那就是赤道海洋表面。

不仅是地球,万事万物同样都存在着引力。

月亮和地球的距离很近,约等于三十个地球的直径,尽管月球的质量不算太大,但对于地球而言,同样具有吸引力。

由于月球引力的作用,地球上的引力最小点的位置随着月球的潮汐引力而不断移动着,绕着地球不断地跑。如果把问题放宽到整个地球,那么引力最弱的地方就在地心,那里的引力没有了。

怎样从开动着的车子跳下来不摔倒

这个问题,无论你把它向什么人提出,一定会得到相同的答案:"根据惯性定律,是应该向前跳的。"但是,你不妨请他把这个道理说得更详细些,问他:惯性对于这个问题究竟起着什么作用?我们可以预言,这位朋友会肯定地滔滔不绝地开始叙述;但是,只要你不去打断他的话头,他会很快就自己也迷惑起来了:他的结论竟是,由于惯性的存在,下车时候相反地竟是要向跟车行相反的方向跳的。

真的,事实上,惯性定律在这个问题上只起着次要的作用,主要的原因却是在另外一点上。假如我们把这主要的原因忘了,那么我们就真会得到这样的结论:应该是向后跳而不是向前跳了。

假设你一定得在半路上从车子里跳下来,这时候会发生些什么情况呢?

当我们从一辆行驶着的车子上跳下的时候,我们的身体离开了车身,却仍旧保有车辆的速度(就是要依惯性作用继续运动)继续前进。这样看来,当我们向前跳下的时候,不但没有消除了这个速度,而且还相反的把这个速度加大了。

单从这一点看,我们从车子上跳下的时候,是完全应该向跟车行相反的方向跳下,而绝对不是向车行的方向跳下。因为,如果向后跳下,跳下的速度跟我们身体由于惯性作用继续前进的速度方向相反,把惯性速度抵消一部分,我们的身体才可以在比较小的力量作用之下跟地面接触。

事实上呢,无论什么人,从车上跳下的时候,总是面向前方的,就是向行车的方向跳下的。这样做也确实是最好的方法,是由不知道多少次的经验所证明了的;这使我们坚决劝告读者在下车的时候不要做向后跳跃的尝试。

那么,究竟是怎么一回事呢?

我们方才那套"理论"跟事实所以有出入,毛病只是出在方才的解释只说了一半,没有说完。在跳下车子的时候,无论我们面向车前还是面向车后,一定会感到一种跌倒的威胁,这是因为两只脚落地之后已经停止了前进,而身体却仍旧继续前进的缘故。当你向前方跳下的时候,身体的这个继续前进的速度,固然要比向后跳下的更大,但是,向前跳下还是要比向后跳下安全得多。因为向前跳下的时候,我们会依习惯的动作把一只脚提放到前方(如果车子速度很高,还可以连续向前奔跑几步),这样就会防止向前的跌倒。这个动作我们是非常习惯的,因为我们平时在步行的时候都在不断地这样做着:在上文中,我们就已经说过,从力学的观点上说,步行实际上就是一连串的向前倾跌,只是用一只脚踏出一步的方法阻止着真正跌倒下去。假如向后倾跌,那么就不能够用踏出一步的方法来阻止跌倒,因此真正跌倒的危险就大了许多。最后,还有一点也很重要:即使我们真的向前跌倒了,那么,因为我们可以把两只手撑住地面,跌伤的程度也要比向后仰跌轻得多。

所以,在下车的时候向前跳跃比较安全,它的原因与其说是受到惯性的作用,不如说是受到我们自己本身的作用。自然,对于不是活的物体,这个规则是不适用的:一只瓶子,如果从车上向前抛出去,落地的时候一定要比向后抛出去更容易跌碎。因此,假如你有必要在半路上从车上跳下,而且还要先把你的行李也丢下去,应该先把你的行李向后面丢出去,然后自己向前方跳下。但最好自然是不要在半路上跳车。

有经验的人--例如电车上的售票员和查票员--时常这样跳:面向着车行的方向向后跳下。这样做可以得到两重便利:一来减少了由于惯性给我们身体的速度,另外又避免了仰跌的危险,因为跳车的人的身体是向着车行的方向的。

你知道你的重心在哪里吗

有的人活了一辈子也不知道身体的重心在哪里。只要能站稳走好,管它重心在哪里。

但是在体育运动中,了解自己的重心、控制重心就是-件十分重要的事。优秀的运动员和普通人的一个重要区别就是他能更好地控制自己的重心。

人的重心到底在哪里,这个问题不是一下子能解决的。因为重心很"不安分",随时随地都在变换着它的位置。站立的时候,重心在你的腰部,但是当你举一下胳膊或抬一下腿的时候重心就变了。向前或向后弯腰时,重心还会跑到身体的外面,所以,重心的"不安分"是来自你本身。

用实验的方法可以方便地了解身体重心的变化,你可以用硬纸片做一个人体模型,这个人体模型是由头、上身、下身和四肢组成的,人体模型的各个关节可以用按扣连接,能够转动做出不同的姿式。体育教练也常用类似的方法来研究人体的重心。

测量物体的重心的方法很简单:用绳把模型吊起来,顺着绳子的方位向下画一条线;然后再换一个地方吊起,再画一条线,两条线的交点就是模型的重心。如果画的两根线在模型上不相交,就要延长,交点会在模型的外面。这时重心就在体外。知道了这种方法,你就可测出人体的各种姿势的重心位置。用人体模型模仿运动员做后桥的动作,你会发现,运动员的重心竟在体外。

同类推荐
  • 海洋的德性

    海洋的德性

    海洋生态和海洋资源的可持续开发与管理,是一直被关注的问题。本书稿从伦理学角度对此进行了深入的探究,内容包括: 海洋意象中的神性、父性和母性; 海洋意象的道德意蕴等,作者认为要构建一种求内务外的海洋伦理,其基本条件应包括尊重海洋自身的特性、人类共同价值的支撑、规范本身的不断健全和完善等。书稿未涉及政治、宗教、民族等内容。
  • 你一定爱读的地球未解之谜

    你一定爱读的地球未解之谜

    我们生活的地球,是个非常有趣而又非常神秘的世界。不仅为我们提供了一个领略大千世界无限奥妙的机会,更为我们提供了一个永无止境的探索空间……这里有世界上最恐怖的魔鬼区域和死亡之地,有上最惊人的巧合和无法解释的宇宙魔力。这里也容纳了地球最美丽的风光,俘虏了所有人的眼睛,究竟是什么神秘的力量,在操控着这一切?
  • 地理概况(上)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))

    地理概况(上)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))

    小学生们可以跟随本书巡游世界地理,踏遍大洲,游遍大洋,饱览全球的壮丽风景,了解地质环境的变迁,感受大自然的鬼斧神工,让小读者们足不出户,将天下风貌一览无遗。浩淼的宇宙,蔚蓝的星球,风雨云电的洗礼,沧海桑田的变迁,神秘的自然地理待我们探索;杏花春雨江南,骏马秋风塞北,960万平方公里江山如画,中国的每一寸土地待我们了解;更有五大洲风情、黄白黑皮肤的民族创造的精彩纷呈的地区文化待我们追寻。
  • 重金属污染:土壤不能承受之“痛”

    重金属污染:土壤不能承受之“痛”

    重金属污染中国耕地。土壤污染正变成生存危机。中国是全球土壤污染最严重的国家之一。土壤污染虽然从表面难以看到,却早已开始侵蚀我们每一个普通人的健康。早在上世纪90年代末,中国受污染耕地总和已达1.85亿亩,占中国耕地总量的十分之一以上。2006年7月起,中国进行首次土壤污染普查,而结果至今仍未公布。本书作者分赴湖南益阳、甘肃白银、内蒙古包头、贵州赫章等重灾地,深入镉米污染、污灌污染、矿坝单体巨量污染、工矿企业污染等重大案例,力图展现这些被污染的土地现状及带来的健康威胁。污土上的生民之痛,至今未被官方直面,解决更无从谈起。但它确实到了必须直面的时候,不能再拖,也无法再拖。
  • 灵山秀水之间

    灵山秀水之间

    国家地理·神秘中国是一套以地域事件为单元散点透视、实地实拍、实证实录的图书,从地理人文风貌,到社会历史心态,有记录,有拍摄,有考察,有论证,从不同的角度和侧面,把历史之树的绚丽风采展示给大家。从社会生活的细节上,揭开历史的面纱,看一看神秘中国的精彩。每本书中围绕同一主题生发出的不同故事,就像几片相似的树叶,为中华历史的大树平添几抹生命的绿色。在这里,我们即将看到:秀丽的山川,古老的城镇,尘封的遗迹,神秘的陵寝;我们将接触到:奇石美玉,奇异建筑,珍贵遗产,传奇人物……
热门推荐
  • 潜虚

    潜虚

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 青铜史

    青铜史

    在未知的未来的世界中寻求的答案,未来将会是怎么样的,人类间的搏杀?病毒的肆虐?智能机器人的反抗?如果这些都成为了现实,那么人类文明将发生一次史无前例的大倒退。青铜史由此而来。
  • 江南烟雨塞北雪

    江南烟雨塞北雪

    “江南烟雨塞北雪”,作者把现实生活与艺术想象有机地融合在了一起,与读者促膝交谈,娓娓道来。至情至理,亲切感人。给人以轻波摇梦、低吟浅唱的情韵,很有几分耐人品嚼的味道。特别值得一读的是“谁主沉浮”这篇。作者构思奇巧,立意新颖,哲理性强。读后既让人感到无奈,苦涩、沉重、惋惜,又耐人思索与回嚼,并久久不能忘怀。黄河系列文笔流畅,语言优美,感到句句有诙谐,字字是真理。黄河是个大题材,从涓涓细流,到融汇百川,千回百折,奔流不息。从古至今,有多少文人墨客走访过她,讴歌过她。作者的黄河系列中的“一任西行”、“心诉”及“雪落黄河静无声”等都值得一读。故乡与怀旧系列,作者构思巧妙,入情入理。
  • 流离的萤火爱情

    流离的萤火爱情

    抬头看到的就是他那双孤傲的眼睛,散发着无数的寒气,让人不寒而栗,那张脸简直无懈可击,与哥哥相比似乎更胜一筹,但是他满脸的高傲和不屑,瞬间拒人于千里之外。那个冰山男依旧惜字如金,没有表情,我开始有些怀疑,老哥是不是认错人啦?呼呼,不理他们啦,走咯“答应我一个要求!”说得这么爽快?是早有预谋吗?可是不应该,总不至于他是策划者吧“要求?行,但是你不可以说…”委屈啊,莫名其妙地要答应冰山男一个要求。“不管如何,你都要信我!”那是你对我的乞求吗?一次次的错过,一次次的误会,他们之间是否经得起时间的考验?可爱善良的韩雪柔能够等到幸福钟声响起吗?面对昔日的男友、今时的未婚夫,她该如何抉择?求收藏,求推荐,求订阅,嘻嘻,我会再接再厉的~~~推荐——http://m.pgsk.com/a/450433/《邪魅总裁:女人,乖乖躺着!》推荐新作温馨治愈系列:听说,爱情回来过。http://m.pgsk.com/a/702512/
  • 极品武道神医在花都

    极品武道神医在花都

    山上下来的白阳不仅医术超群,还继承了上一世的武功,要问他上一世是谁,《一个人的武林》武痴封于修!
  • 妈妈,快拉我一把

    妈妈,快拉我一把

    作者用大半年时间走进十多个省市的未成年犯管教所,访谈了240余名未成年犯、监狱干警、专家学者及未成年犯家长,掌握了大量鲜为人知的资料,创作出这部作品。作品分为十二章,从毒品、暴力、网瘾、校园欺凌、溺爱等各个方面,剖析了未成年人犯罪的原因,从社会、国家层面提出了预防建议。作品还通过监狱民警教育、感化、挽救未成年人的一个个真实事例,将他们勇于担当的责任与道义跃然纸上。
  • 跨越千年禁忌曲

    跨越千年禁忌曲

    他等她千年,入轮回,历炼狱,只为她!一朝洛璃的金手指小蚕蛹破茧成蝶,离“他”而去。洛璃的人生从高峰期跌落谷底,重重危险迎接着“他”。各种鬼,一听说洛璃灵魂师消失了蛊惑眼,便报仇雪恨!谁也不知道“他”是女生,而男女于“他”无谓。“他”从小是个家人放弃的那一个,有了蚕蛹才踏上了与鬼为敌的道路,不曾想:“为何杀鬼?”“鬼本为敌!”“若你为鬼,何为敌?”小剧场:只因洛璃偷他的玉佩又被她偷走了……洛璃:“还我玉佩!!!”夜曲:“本该是我的,谈何汝而言。”洛璃:“你的便是我的!!!”——洛璃:“救命多次,当以……”夜曲想到后面一句,脚步往后退了一步:“举手之劳,不足挂齿。”洛璃:“什么⊙?⊙?足如何挂上齿?”夜曲:“……为何不能栓绳子挂上齿?”洛璃:“对哦对哦!”夜曲:“……”——洛璃站在弥霓山上,听他一曲。洛璃道:“这曲子甚是好听,悠扬悦耳,使人留恋往返……”曲,听了,勿忘!——吾等在此,恭迎鬼王!洛璃恢复记忆,历劫成功,走上那个让人端倪众生的位置,那他呢?“这一世的你竟鬼王?”
  • 狩命场

    狩命场

    “玩家4475,欢迎进入游戏。”这是他醒来时的听到的第一句话。他是什么,他从哪来,要到哪去……他都不知道,唯一知道的,就是:砍爆一切。在这个巨兽横行,雷云封锁的人类驻地里,只有他熟悉各类异兽的切割方法,只有他无数次地面对过如山高如电速的怪种……大剑、锯刃、盾斧,冷兵器与巨兽交锋;火铳、大炮、手枪,钢铁在火药中重生;恶疾、异种、荒遗,迷雾笼罩着探索人……赌上性命,狩猎异端!
  • 这是个假的唐朝

    这是个假的唐朝

    他梦到了未来,丈母娘要做皇帝,公主媳妇要和离改嫁,他自个儿——却是妻离子散满门衰败。是不是感觉很熟悉?他还有个被传断袖但没有瘸腿的太子妻兄,打下了半壁江山但没有玄武门之变的皇帝岳父。是不是感觉很懵比?这,是个假的唐朝。噢!对了,他的公主媳妇名讳——李令月。
  • 快穿攻略之boss快过来

    快穿攻略之boss快过来

    【1v1甜宠】苏漓是在一场恐怖袭击中凉凉的,系统告诉她:只要收集碎片,就可以复活+把主神带回家,苏漓又怎么会放任美男不管呢,于是她义正言辞的对系统说:我苏漓是会被这一点诱惑而松动吗?”系统:“主神身材好,腰也好,有腹肌,脸更好”苏漓:“好的,我做!ヾ(*???*)”于是.....苏漓开启了艰苦(幸福)的任务(撩汉)之旅。可是,为什么主神那么禽兽啊!唔~,我的小蛮腰啊(?°????????ω°????????`)第一次写文,望大家多多支持吖~PS:这个文的套路很老,勿介意,我这算不算是自黑,哈哈