《趣味物理學(xué)》在線閱讀——第2章 重力和重量·杠桿·壓力（8-14）

第2章 重力和重量·杠桿·壓力（8-14）

2.8　物體落下時(shí)候的重量

　　你可曾有過(guò)這樣的經(jīng)驗(yàn)，比方說(shuō)坐電梯在開始下落的時(shí)候有一種恐懼的感覺？你會(huì)有一種仿佛向無(wú)底深淵跌下去的不尋常的輕飄飄的感覺。這實(shí)際上就是失掉了重量的感覺：在電梯開動(dòng)的最初一瞬間，當(dāng)你腳底下的電梯地板已經(jīng)落了下去，而你卻還沒有來(lái)得及產(chǎn)生同樣速度的那一瞬間，你的身體幾乎沒有壓在地板上，因而你的體重也就會(huì)非常小。這一瞬間過(guò)去以后，你的這個(gè)恐懼的感覺停止了，這時(shí)候你的身體要用比勻速下落的電梯更快的速度落下去，就對(duì)電梯的地板施加壓力，因此又恢復(fù)了原有的體重。

　　試把一個(gè)砝碼掛在一只彈簧秤的鉤子上，使彈簧秤連同砝碼很快地落下去，注意秤上指示的數(shù)值（為了觀察方便，可以把一小塊軟木嵌到彈簧秤的縫里，來(lái)注意軟木的位置變化）。你會(huì)看到，在砝碼和秤一同落下的時(shí)間里，彈簧秤所指示的并不是砝碼的全部重量，而只是很小一部分的重量！假如掛著砝碼的彈簧秤從高的地方自由落下，而你有辦法在落下的路上觀察秤所指示的數(shù)值的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)砝碼在自由落下的時(shí)候竟是一些重量也沒有，彈簧秤所指示的數(shù)值是0。

　　即使是最沉重的物體，當(dāng)它向下跌落的時(shí)候，也會(huì)變成仿佛完全沒有了重量。這一點(diǎn)也不難解釋明白。什么叫做“重量”呢？重量就是物體對(duì)它的懸掛點(diǎn)所施的下拉力或者對(duì)它的支點(diǎn)所施的壓力。但是，自由落下的物體對(duì)彈簧秤并不施加任何下拉力，因?yàn)閺椈沙右哺�著一同落下。�?dāng)物體自由落下的時(shí)候，它既沒有拉著什么東西，也沒有壓著什么東西。因此，如果有人問(wèn)這個(gè)物體在落下的路上重量有多少，就等于問(wèn)在它沒有重量的時(shí)候重量有多少。

　　還在十七世紀(jì)，奠定力學(xué)基礎(chǔ)的伽利略就曾經(jīng)寫道：

　　我們感覺到肩頭上有重荷，是在我們不讓這個(gè)重物落下的時(shí)候，但是，假如我們跟我們肩上的重物一起用同樣的速度向下運(yùn)動(dòng)，那么這個(gè)重物怎么還會(huì)壓到我們呢？這情形就跟我們想用手里的長(zhǎng)矛①刺殺一個(gè)人，而這個(gè)人卻在跟我們一起用同樣的速度奔跑的情形一樣。

　　下面一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，清楚地證明了這種看法的正確。

　　把一只夾碎胡桃用的鐵鉗放到天平的一只盤上，這只鉗的一只“腳”平放在盤面上，另一只腳用細(xì)線掛在天平的掛鉤上。天平的另一只盤上放砝碼，使兩邊恰好達(dá)到平衡。現(xiàn)在，用一根燃著的火柴把細(xì)線燒斷，于是，原來(lái)掛在鉤上的一只腳就落到盤上來(lái)。

　　請(qǐng)想想看，當(dāng)這只腳落下的一瞬間，天平會(huì)起一些什么變動(dòng)？在這只腳還在繼續(xù)落下的這一瞬間，放著鉗子的這只天平盤會(huì)向下沉呢，還是向上升呢，還是停留在原地不動(dòng)？

　　對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，你現(xiàn)在既然已經(jīng)知道自由落下的物體沒有重量，就可以先提出正確的答案來(lái)：這只盤在這一瞬間一定會(huì)向上升起。

　　果然，原來(lái)掛起的那只腳，在落下的時(shí)候，雖然跟下面那只腳連在一起，但是它對(duì)下面一只腳所施的壓力，到底比它在固定不動(dòng)的時(shí)候小。鉗子的重量在這一瞬間要減少些，因此天平盤就要在這一瞬間升起一下（羅森堡實(shí)驗(yàn)）。

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