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因為萬有引力,我靠近了你

2019-09-03 09:55張航
課堂內外(初中版) 2019年8期
關鍵詞:原子核木星引力

張航

提到引力,就要提到砸中牛頓的那個蘋果,和那棵果樹。牛頓因為那顆蘋果發現了萬有引力。事實上要讓你失望了,牛頓從沒有在作品里,提到過那顆蘋果。故事都是騙人的,但萬有引力是真的,任何具有質量的物體之間,都有互相吸引的力,它也是物體重量的來源。人和人之間也有引力,只是相比人和地球之間的引力,小得可以忽略不計。

★實話告訴你,我拉動了地球

1687年,牛頓發表了萬有引力定律。他在書里寫,引力與兩個物體質量的乘積成正比,與他們之間距離的平方成反比。

既然叫萬有引力,地球在吸引人的時候,其實人也在吸弓|地球。當你從高處朝下跳的時候,地球把你朝地面拉,同時,你也在把地球加速朝你的方向拉。這樣一想,是不是有點酷?

喜歡武俠的男生,是不是開始心潮澎湃了。畢竟你都是可以拉動地球的人了。再看看少年喜歡做些“拔劍砍地,投石沖天”的事,覺得自己目空一切,學過物理之后,你會發現這一切毫無意義啊喂!

我們和地球真不是一個重量級的選手,我們對地球的作用力小得可以忽略不計。你投石沖天,扔的石頭還是會掉地上,就算沒砸到人,砸到花花草草也是不好的。

那么我們到底要受到地球多大的拉扯力呢?一個物體受到的引力場強度,等于它在這位置受影響而產生的加速度。啥意思呢?地球表面自由落體加速度g是9.81m/s?,假設物體質量是m,那么重力就是質量m和g的乘積了。

兩個鐵球同時著地的故事都聽過,忽略空氣阻力的話,鐵球落下第一秒可以落9.81m/s,第二秒就達到了19.62m/s,如此遞增……加速度嘛,總之就是越來越快。

所以不管你多么像竄天猴一樣要上天,地球都可以穩穩地把你抓在地球表面。機智的你是不是想,那為什么火箭可以上天呢?那你得看看火箭的助推力和地球拉力,到底誰大了。

★《流浪地球》中木星吸引地球

星星是怎么來的呢?你想,最開始只是一個小石塊,它把附近比自己更小的石塊拉過來組成團,越拉越多就成了一個龐大的星體。這都是引力的功勞?,F在不同的星體之間,還在互相拉扯,像拔河一樣,拔不過就被對方扯走了。勢均力敵的話,那還可以各自在各自的軌道上運行,形成一個穩定的天體系統。

科幻電影《流浪地球》里,出現了木星引力捕獲地球大氣和吸引地球撞向木星的片段,最后靠著點燃木星大氣的巨大沖擊波把地球推離了木星,才避免了人類滅亡的厄運。我們來對比一下木星和地球的照片就很好理解這個場景了,地球和木星之對比懸殊就好像車厘子和大西瓜一樣。

根據萬有引力計算公式F=(GXm1xm2)r2,地球將受到極大的木星引力,導致地球向木星撞去。引力與它們之間距離的平方成反比,隨著地球離木星越來越近,引力越來越大,一旦突破希洛極限,地球就沒有機會逃逸了。

引力存在于宇宙萬物之間,引力最大的天體,自然就是黑洞了,連光也無法逃脫它的拉扯。

自然界的四種基本力

自然界存在四種力:除了我們比較熟悉的引力和電磁力之外,還有強相互作用力和弱相互作用力??疵?,你覺得誰的力最弱?你也許會說弱相互作用力,錯,最弱的是引力。

強相互作用力,顧名思義力量最強,把夸克拉攏組成質子和中子,而且把他們拉攏禁錮在非常小的原子核里,動彈不得。弱相互作用力和放射性衰變有關:原子核帶正電是因為質子帶正電,為了保證原子為中性,原子核周圍的電子就增多,就像大哥身邊的小弟多了,罩不住一樣,原子結構開始不穩定,大哥顯得力不從心。核武器里面就有弱相互作用力的體現。

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