二`趣味物理1(1 / 3)

二`趣味物理1

飛行中的不速之客

1984年1月的一天,在蘇聯黑海之濱的索契市機場內,一架滿載乘客的“伊爾18”客機騰空而起,飛向藍天。

機場附近天氣情況良好,但距離航線約40千米處有雷雨雲。

當飛機上升到1200米高空時,突然有一個直徑約10厘米、渾身發光、像個大火球的怪物闖進飛機駕駛艙,隨後,發出了一聲響亮的爆炸聲。不久,那個怪物穿過駕駛艙密封的金屬艙壁,來到乘客座艙內。它在乘客頭上飄飄忽忽緩慢地遊動著,有時還發出“噝噝”的聲音。

原來平靜的機艙被這不速之客攪亂了:有的人用尖厲的聲音呼爹喊媽,有的人害怕地直把身子往下縮,有的人合攏雙手祈求“神火”保佑,有的人興奮地大喊“UFO,UFO”。

機艙內有位乘客是氣象工作者。他知道這是一種罕見的現象,準備拿出照相機攝下這一鏡頭,誰知那火球卻鑽到了後艙,分裂成兩個光亮的半月形,隨即又合並在一起,發出不大的聲音,離開了飛機。

這個怪物在乘客中間引起了極度恐慌與不安,大家感到不可思議。

其實,類似這樣的怪事,過去也曾多次發現過。

1963年8月的一天下午,在中國湖南省益陽縣某個公社的上空,突然從黑雲中落下一個閃光的火球,它一邊往下掉,一邊發出呼呼的響聲。後來,它從窗外闖入一個生產隊的倉庫,上下跳躍。人們不知這是什麼東西,忙拿起臉盆、木桶用冷水往上潑,結果火球騰空而起,將屋頂衝破一個大窟窿,溜之大吉。

1872年7月5日,法國巴黎一家裁縫店的裁縫正在剪裁衣料,突然一個渾身明亮,像個火球的怪物,從壁爐裏鑽出來。怪物落到裁縫的腳跟前,裁縫嚇得麵如土色,緊張而又小心地把腳向後挪動,那怪物好像故意同他開玩笑似的,也跟著他飄動,並向上升起,漸漸靠近他的麵部。裁縫雙腿一軟,倒在地上。那怪物卻繼續上升,朝著紙糊的壁爐煙囪口飛去。它撕破那張紙,不慌不忙地鑽入煙囪,順著煙囪上升,忽聽得“轟”的一聲,壁爐炸毀,怪物也不見了。

“幸虧我們的飛機沒受損傷。”當乘客們正在暗自慶幸時,機艙裏響起了機長的聲音:“請注意,由於我們的飛機遭到不明火球的襲擊,機上的雷達和部分儀表失去效能,現需緊急著陸,請大家係好安全帶。”

“還是沒有逃脫怪物的魔力!”有些人沮喪地詛咒著。

經過檢查,發現在怪物進入和離開處——飛機頭部外殼板和尾部各留下了一個窟窿,但飛機內壁沒有任何損傷,乘客也沒有受到任何傷害。這真是不幸之中的大幸。

那個火球怪物究竟是什麼東西呢?

怪物既不是UFO,也不是“神火”,而是球狀閃電,這是一種奇特的自然現象。

這種球狀閃電,直徑大的可達10米,小的像乒乓球,一般的有足球般大,中心部分很明亮,飛行時會發出“噝噝”的聲音。

球狀閃電最喜歡鑽洞,在移動時,它並不燒壞附近的可燃物,隻有爆炸時才毀壞建築物或造成人畜傷亡事故。

當天空出現大雷雨和閃電時,最好關上門窗,謹防不速之客——球狀閃電穿戶入室,如果入室,千萬不要去碰它。

超重和失重

在大型遊樂場中,超級秋千、雲霄飛車和勇敢者轉盤等遊樂項目最為驚心動魄,也最受人歡迎。玩過一回的人,都會體驗到那種難得的刺激:飛車翻騰,忽上忽下,時而壓迫感難忍,身軀好像要被擠扁似的;時而虛飄飄無依無托,仿佛正墜入萬丈深淵。這讓人心驚肉跳、失魂落魄的一分多鍾時間,說得好聽點是“花錢買感受”,說得難聽點是“花錢買罪受”。

上麵說的那種不尋常的感受,涉及到超重和失重問題,這些現象歸根結底是重力場或者說引力場裏的現象。引力場是一種被賦予了物理屬性的空間場地,它能吸引處於這種場地裏的任何一個物體。它的基本特性是,所有處於場中的物體,不論它們的質量多大、帶不帶電荷,隻要初始條件相同,它們就能在場中都以相同的方式運動。引力場理論與牛頓萬有引力定律的原始表述的根本區別在於,消除了引力作用的瞬時性質和超距性質,而把物體之間的引力作用看成是由引力場這種媒介物質來傳遞的。

什麼是超重現象和失重現象呢?舉例來說,假如我們一邊乘電梯上樓,一邊在裏麵用磅秤稱體重。此時人會受到豎直向下的重力和豎直向上的彈力。根據電梯運行的速度變化,磅秤上顯示的重量,即視重,是不一樣的。假如電梯勻速上升,磅秤上的視重就是人的實際重量即實重;假如電梯加速上升,磅秤上的視重就會超過人的實際重量,這就是超重現象;假如電梯減速上升,磅秤上的視重就會少於人的實際重量,這就是失重現象。類似地,假如電梯勻速下降、加速下降和減速下降,那麼相應地人會處於實重、失重和超重3種狀態。

一般來說,超重和失重,就是物體在豎直方向做加速和減速運動時,對支持物的壓力或者對懸掛物的拉力不等於所受重力的現象。當加速度的方向向上時,即加速上升或減速下降時,出現超重現象;當加速度的方向向下時,即減速上升或加速下降時,出現失重現象。

我們向天上拋一塊小石頭,當小石頭下落時,可以近似地把小石頭看做是自由落體,它的加速度大約是10米/秒2,或者說每秒速率的改變為10,這叫做重力加速度(常用g表示),方向豎直向下。假如我們乘坐在一台以重力加速度的量值下降的電梯裏稱體重,此時磅秤上的視重就是零(按牛頓第二定律很容易算),這就叫完全失重狀態。這隻是打比方,實際上,任何一台電梯都不可能變成自由落體。不過,像玩蹦極遊戲那樣,用一根牢固而有彈性的繩子拴住人的腳或腰,然後從幾十米的高空像自由落體似地往下跳,想必就能嚐到完全失重的滋味。