趣味物理学/中国科普大奖图书典藏书系

作者简介

笔名沈华、倪明。山东莱阳人。1940年11月出生，1961年首都师大物理系毕业。北京联大机械T程学院电气T程系副教授。中国科普作家协会会员、中国科普作家协会理事、中国科普作家协会少儿专业委员会委员。中国科普作家协会第五次全国会员代表大会审定为“四大”以来在科普编创工作方面有突出贡献的科普作家。 1979年开始科普写作，主要写作对象为少年，内容以物理、计算机为主，形式多为科学小品，也写过一些科普电视脚本。发表字数超过百万。主要获奖作品：“跳得高的奥秘”获“全国第二届优秀科普作品三等奖”。《动手动脑学物理——光学》获“第四届中国图书一等奖”。《物理万花筒》获“首届国家图书提名奖”。《兔子撞在树桩上——身边的物理》获“首届冰心儿童图书奖”。《开启电气时代》获“上海市中小学生优秀课外读物一等奖”、第八届全国图书“金钥匙”二等奖。《牛顿号》获2001年全国“五个一工程”一等奖、第四届全国优秀科普作品奖。

内容简介

刀砍不伤的诀窍 缝衣服的时候不小心，用针扎破了手指，你所受到的压强比某些高压锅 炉里蒸汽的压强一点也不小；手轻轻拉动刮胡子的刀片，施加在胡子上的压 强会达到每平方厘米几千牛顿。 压力和压强看上去类似，实际上相去很远。压强是单位面积上的压力， 针尖的面积是钉子尖的面积的几百分之一，所以，能用针缝衣服，不能用钉 子来缝衣服。 某些硬气功表演的“刀砍不伤”的道理就在于此。司马南仔细调查了“ 刀砍不伤”的表演过程，道出了其中的奥妙：“表演开始，气功师一般都举 起刀来，就地取材，在案板上剁断五根木筷，让被砍断的木筷飞溅一地；也 有的气功师，猛然跃起，操刀砍下两根指头粗细的树枝，削萝卜、剁木头就 更常见了。总之，在气功师把刀砍向自己的身体之前，都要搞一点‘削铁如 泥，吹毛立断’式的操演，让观众的心收紧，相信这把刀是锋利无比的真刀 。接下来，气功师玩‘真’的了。把上身的衣服脱光，露出一身的腱子肉， 常年锻炼的结果，这些表演者多表现出一股雄悍的男人气。右手持刀，运气 于左胸。胸大肌高高凸起绷紧。气功师挥起大刀，死命地朝左胸砍去，人们 只听见‘嗵嗵嗵’直响，可是气功师的胸上除了有点红印儿连一点伤痕也不 见。等气功师表演完了，人们上前察看，更是惊讶不已。” 令人疑惑的是，大刀锋利到能砍断一捆竹筷，砍下一根树枝，为什么不 会伤了皮肉？ 原来大刀的刀尖处是锋利的，而其他部分则是钝的。挥刀砍下，接触气 功师身体的那部分是钝的，面积增大，压强减小。再加上挥刀时有技巧，看 似重砍，实为轻打。 趣谈人体中的拱和弹簧 当你奔跑时，跳跃时，骑车时，甚至走路时，都要经受各种各样的震动 冲击。计算表明，从高处跳下时，腿部受到的冲击力，有时可以达到几吨重 。 但是人体并没有因为这些冲击发生损坏。这要归功于人体中奇妙的构造 ：在人体中既有减震的弹簧又有结实的“拱桥”。 说起拱桥，最著名的要算赵州桥了，它是世界上现存的最早的大型石拱 桥。拱形克服了石头不能承受拉力的缺点，使石头成为许多大桥和建筑物的 栋梁。赵州桥是由28条并列的石条组成的，每一条石头都经过严格的雕磨， 使每条石头之间能密切地配合成为一个整体。在拱的中间还必须有一块楔形 的石头。这样，当这块楔形石头受到向下的压力的时候，楔形石头就会去挤 压相邻的两块石条，这两块石条又会去挤压它旁边的石条。一块挨着一块挤 压下去，所以向下传递的只是压力而不是拉力。所以石头建造的拱桥十分结 实，桥梁能承受很大的重载。 人体像一个建在两个柱子上的大厦。上身的重量占人体的70％，这些重 量都通过脊柱而加在两条腿上。按建筑学的原理，两条腿的中间应该有一根 很粗的“梁”才能承受住这么大的重量，这根“梁”必须十分结实，因为人 体在运动中所产生的冲击力，有时是体重的十几倍甚至几十倍。 但是，在人体内找不到一根结实、厚重的“梁”。连接人体上身和两腿 的是骨盆。骨盆很轻很薄，怎么能承受这么大的力量呢？原来骨盆实际上是 一个“拱门”。拱的前下方通过耻骨拉紧，上身的重量通过脊柱末端的骶骨 压到两个髋骨上，再传到大腿骨上。耻骨的连接使这个拱形更加稳定，不受 腿部运动的影响。这个拱不仅结实而且像弹簧一样能减震。 在人的两只脚上有两个拱桥，那就是平时我们所说的足弓，它是由一连 串的小骨头组成的。它不仅能使人站立稳固，保护着足底的神经和血管免受 压迫，还能起防震作用。这两个小小的拱桥既轻便又结实，它不但承受了直 立行走的人的全身重量，而且足弓还像一个弯曲的钢条，能帮助人体跳跃。 一根弯的钢条往地上一扔，它会蹦起来，而一根直的钢条就不同。在你行走 落脚或跳跃触地的一瞬间，足弓变平，缓冲了震动的冲击，抬脚时，它又弯 回原来的形状，就像三轮车底盘上的大弓形弹簧一样。足弓的大小，对跳起 的高度有影响。一般说，足弓大，跳得高，拱形大弹性大。 虽然我们常说“站如松”，但是人的脊柱不是绝对直的。人的脊柱自上 而下打了几道弯，从侧面观察，在颈和腰部向前凸，在胸和骶部向后凹，成 s状。另外，人的脊椎由一节节的椎骨组成，它像一条竖直放置着的弹簧片 ，每节椎骨靠椎问盘连接，椎间盘像一个弹簧垫，它能随压力大小改变自己 的形状。这不仅有利于脊柱的运动，还可以缓冲椎骨之间的相互冲击，使来 自外界的震动得到缓冲。既保持了身体的直立姿势，又能缓冲来自脚部的冲 击，免使头部受到震荡。 人体内的弹簧还可以在各种各样大大小小的关节中找到。在关节的活动 部位，都垫有一层由软骨组成的关节盘。在膝关节处的这块软骨，又叫做半 月板。在膝关节受压时，半月板改变形状，它不仅能使膝关节结合得舒适， 还能增加弹性，使人在跑、跳中的震动得到缓冲。P14-17