@ 2016.01.29 , 19:00

物理学家用生命演绎基本定理

[-]

为了证明一个基本的物理特性,挪威物理学家Andreas Wahl从一栋13.7米高的建筑上垂直落下。唯一保障他不会坠落摔伤的是一根末端系着一个物体的绳子。

一开始,绳子一头系着Wahl,另一头的物体是固定在建筑上。当Wahl的同事解开了物体时,Wahl瞬间往地面做自由落体。

虽然Wahl的实验看起来很危险,实际上他非常安全。这完全是由于一种叫做向心力的基本物理特性。

[-]

当Wahl的同事们释放物体时,他和物体同时往下坠落。Wahl是直接在重力的作用下坠落,但是物体因为跟Wahl保持着一段距离,在空中划出圆弧,就像一个旋转的钟摆。

[-]

而这个物体承受的则是牛顿在17世纪首次描述过的向心力——就是让物体保持圆弧运动的力。在这里,这种力就是来自绳子的张力。

随着重力把物体往下拉,绳子的张力同时在把它往圆心拉,也就是钢管。这就形成了一个圆弧,就是下图所示:

[-]

物体继续在空中摆动,自身围绕着钢管旋转。由于角动量守恒,随着钢管和物体之间绳子长度不断缩短,物体移动的速率会加快。

在绕了几圈之后,物体停止了,Wahl也刚好落到离地面几英尺的高度。

[-]

其中值得注意的一点是:绳子和钢管之间的摩擦力,包括绳子的弹性都帮助减慢了Wahl坠落的速度。这减少了当他停止坠落那个瞬间的收到的拉力。如果他接受的是完整的拉力,那么他的背可能会拉断。

因此,不要尝试在家做这个实验。让物理学家花式“作死”去吧。

完整实验视频如下:

本文译自 sciencealert,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力 !
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.9
赞一个 (22)

24H最赞