偷重力的贼,击穿玻璃,复活石像这些科学的

01

谁是偷盗者!

这是一个非常神奇的故事!

利比里亚商人卡特的遭遇真的让人发疯!

据说,他千里迢迢到挪威买了2万吨鱼,希望动回利比里亚卖个好价钱。可当鱼被运回利比里亚后,却少了50吨!这是怎么回来?鱼贩缺斤少两了?或者水分蒸发了?

最终,真相让所有人大吃一惊:鱼是被“偷走”的,而“偷走”鱼的竟然是——地球重力!

什么是地球重力?任意两个物体间都存在引力,而重力就是由于地面表面的物体受到地球的引力而产生的竖直向下的力,是万有引力的一个分力,生活中物体所受重力的大小就是物重。重力用G表示,计算公式为:G=mg,m是物体质量,g是重力加速度。

那么,鱼是怎么被“偷走”的呢?要知道,重力并不固定。在地球上,重力随纬度升高而增大,纬度越高重力越大。因此,南北两极重力最大,赤道重力最小。这样一来,事情就清楚了:挪威靠近两极,纬度高,重力大;利比里亚靠近赤道,纬度低,重力小。因此,在这两个地方称出的鱼重力当然不同了!对这样一个“偷鱼”的大盗,卡特除了疯狂大吼还能做什么呢!

02

金皇冠疑案!

传说,在多年前的叙拉古,有个非常聪明的科学家—阿基米德。一天,国王向他求助,因为他觉得,金匠刚刚为他打造的纯金皇冠掺了假。可国王一点儿证据都没有,总不能把皇冠砸开看吧?可对这个问题,阿基米德一时也想不到办法。

不久后的一天,当阿基米德坐进澡盆洗澡时,澡盆里的水溢了出来,他试着让身体浸入更多,水溢出的就越多。太神奇了!他一下子想到了办法,欣喜若狂地跳出澡盆,连衣服都来不及穿就冲上了大街!

这就是前面提到的光屁股的男人!当然,他后来一定穿上了衣服,他在国王面前做了实验:他找来一块跟皇冠一样重的金子,同皇冠一起分别放入装满水的澡盆,这样,每放入一样东西,水都会溢出来。他小心地把溢出来的水收集起来,然后逐一称量。结果,神奇的一幕出现了:皇冠排出的水量少于金子排出的水量!案件告破了!阿基米德告诉国王:皇冠确实掺了假,金匠果然私吞了黄金。

03

铁家伙能不能浮起来!海上霸主的诞生!

接下来,该做练习题了!

来了一头野猪,下面,请称出这头野猪的重量。这有必要先告诉你,之前有很多人称量它时,都折断了秤杆,现在,看你的了!

用浮力?没错!把野猪赶上船,在船上标上记号,然后往船上装石头,等达到标记的位置后称量所有石头的重要,结果就是野猪的故事?

那你知道铁船的秘密吗?要知道铁比水沉,一块小石头掉进水里都会沉下去,何况是一个大铁船。哈哈,其实,这跟船内部的结构有关!轮船都是被挖空的,也就是说,船本身的重量比船排开的水的重量轻,因此,船所受的浮力大于重力,就漂起来了。

当然,在拿破仑时代之前,这是个秘密。后来,有人向拿破仑建议用金属造船。可狂妄的拿破仑根本不屑一顾,结果不久后,英国成了赫赫有名的海上霸主。

04

小矮人如何杀死大巨人!

一个高大的巨人正在追赶一个小矮人。小矮人飞快地跑上高高的山崖,巨人在后面紧追不舍。突然,小矮人一个“急刹车”停在悬崖边上,而巨人却停不下来,一下子掉了下去!

你知道巨人为什么会掉下去吗?不知道?好吧,来看看下面的场景!试着让篮球动起来!好,可以踢飞它。正面让汽车动起来,不你不能开车,你只能用你的力气推、踢......啊,你放弃了!

好了,测试结束。对了!汽车不动是因为惯性!那篮球怎么动了呢?篮球太小了?废话!不过,可不是大小的问题,而是质量的问题!质量,是物体所含物质的多少!惯性跟质量紧密相关,质量越大惯性越大,质量越小惯性越小。和篮球比,汽车的质量大得多,所以惯性也大,当然不容易动了!而跟巨人相比,惯性小的小矮人却更容易停住身体!

05

谁是大力士?—阻止撞船的无名英雄

空手抓子弹?这可不是魔术,是事实!一战期间就发生过这种事。

知道大力士吗?就是那种力大无穷的勇士!他们总能做很多神奇的事情,比如下面这个。一天,一艘巨大的轮船正准备下海远航,它的绳索正被切断,船身向海里滑去!忽然,一艘快艇飞快地向轮船行驶的方向冲过来,眼看没多久就会撞上!千钧一发之际,一个身强力壮的人出现了。

只见他一下抓住轮船前的绳索,用尽力气将轮船朝岸上拖,然后迅速把撞船事故解除了!短短几秒钟,船上的人经历了生死轮回!

不错,这个人是个大力士!但他却不是拯救轮船的核心人物,真正阻止撞船事故的,其实是另一个更名副其实的大力士。你知道他是谁吗?

答案就是:摩擦力!是绳子和铁桩之间的摩擦力,让轮船最终停了下来!摩擦力是什么?难道比大力士更厉害吗?当然了,摩擦力可是世界上最神奇的,要是没了摩擦力,我们的世界,也许就乱了套了!

06

自杀比赛?谁先落地

你猜,胖子和瘦子同时跳楼,谁先落地?

别害怕!这可不是什么自杀比赛,而是一项实验:胖子和瘦子,同时从高空跳下,谁会先落地?你一定会说是胖子,因为胖子更重啊!是啊,很多人都是这么想的,甚至,在多年前的古希腊,大哲学家亚里士多德也是这样想的,重量大的先落地,这个结论正确吗?

预备,跳!啊—要落地了,快看—同时落地了!可是,为什么会同时落地?想知道答案,却问伽利略吧。

伽利略,意大利著名的物理学家和天文学家。有一天,一座高高的石塔—比萨斜塔下聚满了人,塔上站着伽利略。只见他平举双手,在同一高度释放了两个大小不一的铁球。此时,围观的人又惊又紧张,如果两个铁球同时落地,那么,他们信奉了年的亚里士多德的理论就错了!这是多可怕的事!但结果就是如此可怕,两个铁球同时落地了,伽利略战胜了亚里士多德!

你知道这种高空下落运动叫什么吗?对,就是自由落体运动。不受任何阻力,只在重力作用下,初速度为0的运动,就叫作自由落体运动。高空跳伞、蹦极、成熟后下落的苹果,都属于自由落体。而伽利略的自由落体实验,也提示了自由落体定律,即物体下落的加速度与物体的重量无关。

07

一根杆子撬动地球?

哈哈,你竟敢说这是在吹牛!科学家可不好惹,因为他有秘密武器—杠杆!

你一定熟悉这些东西:打孔用的打孔机、订书机、筷子、鱼竿等。这些都是常见的工具,它们的工作原理都跟杠杆有关。在力的作用下,围绕固定点加进去的坚硬物体叫杠杆。杠杆的妙处在于,可以让我们用较小的力抬起很重的物体。而要想让杠杆平衡,作用在杠杆上的两个人的大小需要跟它们的力臂成反比。这就是杠杆原理。支点,是支撑杠杆的点,力臂是支点到动力或阻力作用线的垂直距离,分为动力臂和阻力臂。

第一个证明杠杆原理的人是阿基米德,他因此表示,只要给他一根长度和刚度都足够大的杠杆和一个紧固的支点,他就能撬动地球。这个理论无懈可击。可事实如此吗?

科学数据显示,地球的质量约是吨。如果真找到了稳固的支点和足够长的杆子,那么,要撬动地球,哪怕只撬动1厘米,他都至少需要30万亿年!

08

用声音击碎玻璃杯?

华丽的酒会就要开始了,人们纷纷举起酒杯。很快,台上那位手歌手发出了第一个高音。可是,他的声音瞬间造成了一场灾难—酒杯碎了、眼镜碎了、甚至头顶的灯都碎了......哈哈,这样的情景是影视片里经常出现,那你想知道,现实生活中存在这样的事吗?

20世纪末,美国摇滚歌手杰米·温德拉,为验证声音到底能不能震碎玻璃杯,专门在某电视节目中做了公开实验。当时,他尝试了12只酒杯,最终在没有借助任何扩音设备的情况下,幸运地击碎了一只。这样一来,单凭个人声音就能击碎玻璃杯的说法完全属实了!

你是不是也有尖叫的冲动呢?不过,可不是任谁随便叫几声就能击碎玻璃杯的!要知道,温德拉击碎玻璃杯时的声音响度超过了分贝,那听起来跟电钻差不多,简直会让人疯掉!

那么,你想知道声音到底是怎么来的吗?试着一边发声,一边用手摸自己的喉部,你感觉到了什么?振动!对,就是振动!声音就是由物体的振动产生的,正在发声的物体叫声源。这,就是声音的真相。

09

被风摧毁的塔科马海峡大桥!

你相信,一座长多米的大桥被风摧毁了吗?疯话!对,这听起来是绝对不可能的,但它确实发生了!

年11月的一天,科茨沃斯正准备驾车通过塔科马海峡大桥。忽然,大桥剧烈晃动起来,并开始倾斜。很快,他就听到混凝土撕裂的声音,大桥就要塌了!他飞快从车里爬出来,拼命向安全地带爬去......

后来,当劫后余生的科茨沃斯得知大桥坍塌的原因时,不禁哑然失笑。原来,大桥竟然是被风吹塌的。由于桥的特殊设计,风可以从桥面上下两端穿过,当风的振动频率和大桥的振动频率一致时,会产生共振。在共振频率下,很小的周期振动便可以产生很大的振动。因此引起了大桥坍塌。

10

来吧,我们一起去“捉鬼”!

接下来,让我们一起去捉鬼!

鬼屋就在眼前了,深呼吸,然后进去!咦,这里似乎并那么可怕。别急,为了检查得更彻底,让我打开声音装置,看看这里有什么奇怪的东西吧!啊,那是什么?虽然频率很低,但声音装置上显示,这里确实存在着一种声音。难道,这就是传说中的“鬼”?

是的,这个低频率的声音,就是传说中的“鬼”—次声波。

次声波是频率小于20赫兹的声波,人耳听不到。次声波频率很低,波长却很长,能传播很多。年8月,南苏门答腊岛附近的火山爆发,产生的次声波就绕了地球三圈。此外,次声波还具有极强的穿透力,不但能穿透大气、海水、土壤,甚至坦克、军舰、潜艇都不在话下。

那么,次声波跟“鬼”到底有什么关系呢?科学研究证实,次声波的超低音波能让人精神紧张、心情忽然极度悲伤、身上打冷战、心神不安等。正是这些感受,让次声波成为人们看不到,听不到的“鬼”!

11

复活的石像?

看过《博物馆奇妙夜》吗?博物馆里的一群老古董全都复活了!真奇妙,是不是?可你知道吗?其实早在中世纪,欧洲贵族就见识过这种“复活”奇事了!

这是一座中世纪的城堡,大厅里有一座半身人像,看起来非常逼真!忽然,有声音传来,有人在说话?但周围明明没有人啊!难道是石像在说话,看起来只能是这样了—石像复活了!

哈哈,石像当然不会复活,大厅里的声音只不过是回声罢了。建筑师在城堡的暗处装了很大的传声筒,传声筒通过拱形的天花板会把院子里的声音送到石像嘴里。所以,不知情的人都会以为石像“复活”了!

那么,回声是怎么形成的?我们知道,声音通过声波传播,而声波一遇到障碍物,就会完美勇士护手反射回来,形成回声。英国物理学家丁铎尔就曾听到从完全透明的空气中反射过来的回声,那仿佛是用魔术从云彩里送回来的一样。

当然,声音不同,得到的回声也不同。通常越尖锐的声音,回声越清晰。与此相反,低沉的声音,回音就模糊了!

12

撕裂空气的大爆炸!

年10月的天,美国本部的莫哈维沙漠上空一片沉静。忽然,从空中的一架飞机上传出了巨大的爆炸声。随着爆炸声的响起,飞机后半部出现了一大团白色的水雾,仿佛给飞机套上了一件天鹅裙。爆炸过后,沙漠上出现了一群人,他们欢呼雀跃,把帽子扔上了天。通道是机毁人亡的悲剧?

一切平静之后,飞机缓缓降落,随后,飞机里走出了一名年轻人,他叫耶格尔,此刻他激动万分,因为—他是第一个把声音抛在身后的人。

这是怎么回事?飞机不是爆炸了吗?哈哈,你一定莫名奇妙。其实,这是一群实验者,而刚发生的飞机爆炸,就是著名的“音爆”实验。

音爆,是物体在空气中运动的速度突破音速时产生冲击波所引起的巨大响声。通常,超音速战斗机或其他超音速飞行器跨音速飞行时会出现音爆。当然,一开始人们根本不知道音爆发生时会怎样,或许飞机会被摧毁、人被撕成碎片。可不试试怎么知道?抱着这种疯狂的念头,耶格尔和朋友们做了上面的实验。

这太疯狂了!他可能会死掉的!当然,正是那种疯狂让他名留史册!

13

蛇发女妖的死期!

如果你遇到了《哈利·波特》中那个能让人瞬间石化的蛇怪,你会怎么办?你能找到方法杀死她吗?珀尔修斯就找到了,面对可怕的蛇发妖女美杜莎,他仅借助一面盾牌就杀死了她!

美杜莎是个美丽女子,后受到诅咒变成一个着上长满蛇头的女妖!跟蛇怪一样,人们不能直视她的眼睛,否则会变成一块石头!那么,珀尔修斯是怎么杀死她的呢?

一面盾牌、一个隐身魔法帽、一把宝刀就是珀尔修斯的装备。他戴上魔法帽,让女妖看不到他,然后拿着擦亮的盾牌确认女妖的位置,一接近女妖,马上挥刀砍下她的头颅。

这个故事跟光的反射有关。什么是反射?我们之所以能看到的东西,就是因为照射在物体上的光被反射回了眼睛的缘故。当然,人类可以看到所有事物,都是反射的功劳,若没有反射,人类就看不到大千世界了!通常,表面光滑的物体,反射回的光大部分都在同一方向上,更容易形成影像。而表面粗糙的物体,反射回来的光非常散乱。所以,你每天照的镜子才那么光滑,因为那样可以更好地反射出你自己的样子。

现在,你知道珀尔修斯是怎么杀死美杜莎了吧!他正是利用光的反射从盾牌中看到了美杜莎的位置,然后靠近并杀死了她。

14

致命的反射镜!

当时,浩浩荡荡的罗马舰队一边狂叫一边驶向毫无反抗力的叙拉古,眼看一场屠杀就要开始。此时,阿基米德正镇定地指挥着“镜子军团”,等罗马人的舰队一靠近海岸,他就下令把所有反光镜的光束集中射到舰船上。很快,舰船的甲板在反光镜形成的焦点上冒起了青烟,随后就起火燃烧,并迅速烧着了整个舰队!阿基米德胜利了!神奇的反光镜,就这样帮阿基米德战胜了不可一世的罗马军团。

凸面会在反射时让光发散出去,照射范围更广。而与此相反的凹面镜则可以集中光线,从而点燃物品。

15

叉不住的鱼!

“用鱼叉叉鱼?你疯了吧!”怎么样?没中吧!明明对着鱼的位置叉下去却没叉到,很奇怪吧!

哈哈,看起来没有那么简单!还是向古人学习吧:看到鱼之后,迅速把叉对准鱼前面一点叉下去,一击即中!真神奇!可为何要往前一点呢?这,就是折射的奥秘。

“折射”?光不是不走弯路吗,怎么还会“折”呢?其实,在同一种密度均匀的介质空气中,空是沿直线传播的,而一旦光从一种介质斜射入另一种介质或在同一种不均匀价质中传播时,方向就会发生偏折。这种现象叫作光的折射。

鱼为什么不要你看到的位置?因为光从空气进入水中时发生了折射,你看的那个“鱼”只是折射后的影像,真正的鱼在靠前一点的位置。你还可以拿硬币放进盆里,然后往盆里注水,这时硬币仿佛飘了起来。这也是折射导致的。注意,水必须是清澈的,因为折射只能发生在透明物体中,若不透明,那发生的就不是折射,而是反射了!

16

海水是蓝色而不是红色的!

“湛蓝的海水!”大家都这么说。可你想过吗?为何海水是蓝色而不是红色的?这当然不是因为它喜欢蓝色。百年前,有个孩子也问了同样的问题。

20世纪的一天,一艘轮船正航行在广阔的海面上。甲板上,一个小男孩问他的妈妈:“大海为什么是蓝色的?”“这——”妈妈无言以对,只好求助于船上一位印度科学家—拉曼。拉曼告诉男孩:“因为海水反射了天空的颜色。”这是当时所有人都同意的说法,由英国物理学家瑞利勋爵提出。但拉曼是个爱思考的人,他总觉得这个答案不那么准确。

回国后,他又认真思考了这个问题,并开始深入研究。很快他就发现,瑞利的观点是错的!海水根本不是反射了天空的颜色,而是水分子对光线的散射导致海水呈现出蓝色,这跟大气分子散射阳光而呈现蓝色的道理是一样的。真了不起,是不是?后来,拉曼再接再厉,相继在固体、液体、气体中都发现了光的散射现象。于是,拉曼获得了诺贝尔物理学奖,他的散射发现也被称为拉曼效应。

*作者介绍:趣味生活趴,做有趣的人,记录有趣的事,交有趣的朋友,过有趣的人生。

—THEEND—

如果你也爱生活

请拥抱我



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