别莱利曼趣味科普经典丛书·有趣的物理

作者简介

[俄]雅科夫·别莱利曼 著 刘时飞 译

内容简介

第一章 致年轻的物理学家们 护窗板被关上了，所以当伊万·伊万诺维奇走进房间的时候，他看到的是一片漆黑。而光线透过护窗板上的小洞射进来，显得光彩夺目，绚烂多彩。阳光照到对面的墙上，勾勒出一幅美丽的图画，我们可以在图画上看到铺着芦苇的屋顶、树木和晾在院子里的衣服，只不过这一切都是倒过来的。 比哥伦布还厉害 “哥伦布是一个伟大的人，”一个小学生在作文里这么写道，“他不仅发现了新大陆，并且还把鸡蛋竖了起来。”这个年幼的小学生认为，这两项成就非常令人惊叹。但是，美国幽默作家马克·吐温却认为，哥伦布发现美洲没什么可大惊小怪的：“要是他没发现美洲，那才稀罕呢。” 可我却认为，这位伟大航海家的第二项成就并没有什么特别。你知道哥伦布用什么方法把鸡蛋竖起来的吗？他只是把鸡蛋放在桌上，敲破了蛋壳的底部。这样一来，鸡蛋的形状当然就改变了。那么，怎样才能不改变鸡蛋的形状同时把它竖起来呢？这位伟大的航海家最终也没有解决这个问题。 其实，解决这个问题比发现新大陆，甚至比发现一个弹丸小岛都要简单得多。下面有三种方法：第一种方法可以把熟鸡蛋竖起来，第二种方法可以把生鸡蛋竖起来，第三种方法可以把生、熟鸡蛋都竖起来。 要把熟鸡蛋竖起来，只要用一只手的手指或者用两个手掌把鸡蛋转起来，就像转陀螺一样，鸡蛋就可以竖着旋转，直到旋转结束之前，鸡蛋都会一直是直立的状态。试过几次之后，这个方法做起来一点儿也不难。 但是用这个方法竖生鸡蛋就不容易了，因为——你或许已经发现——我们很难把生鸡蛋转起来。值得一提的是，这是区别生鸡蛋和熟鸡蛋的好办法。生鸡蛋里面的液体状物质不会随着蛋壳一起快速地旋转，而就像是要阻碍旋转一样。因此就必须用别的办法把生鸡蛋竖起来。 方法的确有：只要用力地摇晃生鸡蛋几次，蛋黄表面的薄膜就会裂开，蛋黄就会从里面流出来；接着把鸡蛋大头朝下竖立一段时间，慢慢地，蛋黄——因为比蛋清重——就会流到鸡蛋底部汇聚起来。于是，鸡蛋的重心就变低了，它比没有摇晃过的鸡蛋有更大的稳定性。 还有第三种方法可以竖起鸡蛋：把鸡蛋放在一个塞住的瓶口上，然后把一个两侧各插着一把叉子的软木塞放在鸡蛋上（图1）。这个“系统”（以物理学家的说法）是非常稳定的，即便是小心地倾斜瓶子，它也能一直保持平衡。为什么软木塞和鸡蛋不掉下来呢？这跟在铅笔上插上一把小刀，然后把它垂直竖在手指上，铅笔不会掉是一个道理（图2）。 科学家可能会这样解释：“因为系统重心低于支持点。”这句话的意思是，“系统”重量集中的那个点，比它架住并接触的那个地方要低。 离心力 把一把雨伞撑开，伞顶向下立在地上，然后旋转雨伞，同时在里面扔一个小球、纸团或者手帕——总之只要是重量轻、不易碎的东西都可以。这时一定会发生你想象不到的事。雨伞好像是不愿意接受礼物：小球、纸团或者手帕一直向上滚到雨伞的边上，并且会从那儿沿着直线飞出去。 在上面的实验中把小球抛出去的力，通常称为“离心力”，虽然更准确的说法应该叫作“惯性离心力”。只要物体在做圆周运动，就会产生离心力。这其实就是惯性——运动着的物体保持运动方向和运动速度的倾向——的一种表现形式。 实际上，我们遇到离心力的情况远比我们知道得多。如果你把系在绳子上的石头甩起来，你会感觉到在离心力的作用下绳子会绷得很紧，并且可能会断掉（图3）。古时候用来抛石头的武器——投石器——就是利用这样的原理。如果磨盘转得过快或者不够牢固，离心力会把它弄碎。如果做得好，离心力还可以帮你变戏法：杯底朝上，杯子里的水却不会漏出来。想变这个戏法只要快速地转动杯子，让它做圆周运动就行了。离心力还能帮助马戏团的自行车手完成令人头晕目眩的“超级筋斗”（图3）。所谓的离析器也是利用离心力从牛奶中把凝乳分离出来；离心分离机则是利用离心力从蜂房中把蜂蜜抽取出来；特制离心脱水装置可以利用离心力把衣服甩干；等等。 ★名作者、众多顶级名校名师点评推荐 作者雅科夫·别莱利曼俄国著名科普作家。他一生著有105部作品，其中大部分是趣味科学读物。在半个多世纪以来，其作品深受欧美以及中国读者的欢迎，被翻译成多国语言在世界各地再版无数次，至今依然在全球范围再版发行，深受全世界读者的喜爱。 北京市育英学校数学教师，特级教师杨梅、北京市海淀区教师进修学校物理教研员，高级教师李俊鹏、河北省隆尧县实验中学物理教师，高级教师张虎岗、北京市育英学校，小学部和初中部任教数学学科高级教师贾艳菲、北京市育英学校，化学奥林匹克竞赛教练化学骨干教师梁国兴、北京市育英学校青年地理教师，天文奥林匹克竞赛优秀指导教师李轩。等众多国内各类教育名家倾情推荐。 ★让为读者匹配相应的几何学趣味游戏、趣味课堂 我们精心为读者提供精彩的几何学游戏，趣味课堂，让孩子更有趣地学习和体验几何学。让孩子真正感受到“几何，原来可以这么简单、自然、好玩！”