趣味物理学:续篇
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

6.存在于我们之间的争论

也许证明你的观点是正确的,并不总是像你预想的那般容易。举个例子,试想一下,你在魔法秋千上,企图劝说邻座的游客,让他明白自己看到的全都是假象。假如你试图劝导的游客就是我,我跟你一同坐在魔法秋千上,秋千剧烈地摆动了起来,很快它就超过了横梁,游客们开始头朝下了,此时,我们开始了激烈的争论:到底是秋千在转动,还是这个房间在转动?我在这里必须提一点,我们在剧烈争论的时候,一定要提前带上一把铝锤、一个弹簧秤以及一个砝码,而且我们不能从秋千上下来,你说:毋庸置疑,我们是待在原地不动的,真正运动的是房间啊!假如秋千真的倒转了过来,我们两个人不仅会脑袋朝下,还会用脑袋着地呢!不过我们的脑袋并没有着地。这足以说明,真正转动的是房间,而不是秋千。

我反驳道:但是,你现在可以回忆一下上一节讲过的原理:当水桶在做圆周运动时,就算水桶的底部朝上,也不会把里面的水洒出来,就算运动员头朝下在“魔环”里骑自行车,他也不会掉下来(见后)。

你接着说道:如果你非要这么说,咱们不妨来计算一下向心加速度,结果能够向我们证明,它取得的数值是否足以让我们头朝下从秋千上坠落。假如我们知道自身距离旋转轴有多远以及每秒的转数,那么我们就能通过公式算出结果。

我觉得我应该打断你:我们不必浪费时间去计算了。发明“魔法秋千”的人肯定早就预言了你我之间的争论是不可避免的,所以他们提前告诉我,它的转数跟做圆周运动的物体不会掉落的基础数值是相匹配的。也就是说,我们不用劳神去计算,就能解决我们的争论。

你固执己见,说道:不过,我依然有十足的信心能够说服你。你看,地板上并没有从杯子里甩出来的水迹……你可以接着用旋转水桶的例子跟我对峙。但是我早有准备,现在我手里有一把铝锤,它的重心自始至终都在冲着我的脚,换句话说就是,它的重心方向是朝下的。如果这间屋子并没有旋转,而真正旋转的是我们的话,那么它的重心方向应该一直是朝下的,也就是朝向地板,在旋转的秋千上的重力方向则是时而朝着我们的头顶,时而朝着我们身体的一侧。

我控制着自己的情绪反驳道:这样你就大错特错了,假如我们的转速非常快,那么铝锤会沿着旋转的半径朝外部抛出去,换句话说就是,情况跟我们观察到的一样,它的重心方向一直朝向我们的脚的方向。