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“坟墓怪事”中的力学秘密

来源:科学揭秘 趣味物理故事 > 作者:小慧 时间:2018-04-03 17:53:31

坟墓中安放的球竟然自己发生了移动,这件事情实在太诡异了!莫非真的有灵魂在作怪?当然不是。那是怎么回事呢?我们跟着柯南道尔去破解这个谜案吧!

柯南道尔是《福尔摩斯探案集》的作者,不仅小说的主人公福尔摩斯是一个断案如神的大侦探,柯南道尔本身也是一个见多识广的推理专家。

有一次,柯南道尔去英国北部旅行,一位男爵夫人找到他,希望他能帮自己解开一个五年未解之谜。

“五年前,我丈夫去世了。他生前最爱打高尔夫,嘱咐我给他造一个像高尔夫球那样的坟墓,我照做了。墓是朝南的,墓地是一块很大的长方形石面,石面上有一个浅浅的坑,坑里放着一个直径80厘米的大理石球,球上朝南的一面雕刻了一个十字架。墓地四周有高高的铁栅栏,根本没人能进去。”男爵夫人说。

“然后呢……”柯南道尔追问道。

“自从我丈夫去世,我每年冬天都去法国南部度假,那里冬天比较暖和,我心情也会好一点。但每年春天回来扫墓的时候,都会发现大理石球的南面向下转了一点。现在十字架都有一部分被压到了下面。这个现象只发生在冬季,其他季节没有。到底是谁滚动了大理石球呢?还是说我丈夫的灵魂要出来,想和我一起去法国南部过冬呢?”

柯南道尔与男爵夫人进入墓地去查看。那石面上的浅坑里存着一些水,周围长满了苔藓。柯南道尔估计那大理石球应该有5吨重,应该没人能撬动它。难道真的是她丈夫灵魂的力量吗?作为推理专家,柯南道尔可不会相信这样的解释。

这时,柯南道尔的目光又落到浅坑的积水上。他忽然找到了解谜的“钥匙”:“夫人,那不是灵魂的力量,而是冰和水的力量。这里冬天的夜晚温度在0℃以下,浅坑里的积水要结冰,而冰的体积要比水的体积大。到了白天,由于阳光照射,球南面的冰会融化,而球北面受不到阳光照射,冰不会发生改变。这时,球两边的受力就不再平衡了。南边没有冰的支持力,它就会向南滚动。这样一冬天积累起来,球就会转动得比较明显了。”

困扰了男爵夫人5年的谜题就这样被解开了。

当作用在一个物体上的力能够彼此抵消的时候,这个物体所受的力就是平衡的,此时物体不会移动,平衡被打破之后,物体就会运动起来。其实很多怪事都并不奇怪,我们要学着从科学的角度破解怪事谜案。

牛顿第一定律

牛顿第一定律是这样说的:任何一个物体在不受任何外力或者所受的力是平衡力的话,它总是能够保持静止状态或者匀速直线运动状态,直到外力迫使它改变这种状态为止。

故事中的大理石球开始的时候就是处于受力平衡状态,夜晚的时候南北两面的冰给它相同的支持力,二者抵消,所以大理石球受力平衡。当南面的冰融化,平衡状态就被打破,大理石球在北面的冰的支持力下就改变了原有的状态。

思考一下,假设我们有一个玩具小车,它的速度非常快,把它放到完全没有摩擦的水平面上,它会怎样运动下去呢?

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