您好,欢迎光临上海图书公司! 登录
趣味物理学/十万个为什么科学大师班
ISBN:9787558915369
作者:作者:(苏)雅·别莱利曼|责编:黄晓建//蔡畅|译者:连玉兰
定价:¥52.0
出版社:少年儿童
版次:第1版
印次:第1次印刷
开本:4 平装
页数:266页
商品详情
目录

第一章
  速度、叠加运动
第二章
  重力和重量、杠杆、压力
第三章
  空气阻力
第四章
  旋转与永动机
第五章
  液体和气体的属性
第六章
  热现象
第七章
  光线
第八章
  光的反射和折射
第九章
  单眼视觉和双眼视觉
第十章
  声音与听觉

精彩页/试读片段

    趣味物理学
    第一章 速度、叠加运动
    我们移动的速度有多快?
    一名优秀的运动员大约能在3分50秒内跑完1.5千米的距离(截至2021年的世界纪录是3分26秒)。普通的步行速度是约1.5米/秒,与之相比,做一个小小的计算,就会发现,运动员每秒能跑约7米。然而,这样的速度也不完全具备可比性,因为一个行人保持约5千米/时的速度,可以走很长时间,走好几个小时,而运动员擅长的是在短时间内保持较快的速度。步兵部队跑步移动的速度约为世界纪录的三分之一,即2米/秒,每小时能跑出7千米多点。但是和运动员相比,他们的优势是能跑得更远。
    将人的正常步行速度与蜗牛、乌龟等大家熟知的速度慢的动物相比,是一件很有意思的事情。蜗牛完全符合它在谚语故事里的形象:它们每秒能爬行约1.5毫米,每小时爬行约5.4米,正好是人类速度的千分之一。另外一种以慢著称的动物——乌龟,不比蜗牛快到哪里去,它们的速度通常只有72米/时。
    和蜗牛、乌龟比起来,人类的动作相对麻利些。但当我们把人类的动作与自然界中其他不是很快的动作相比时,就会有不同的感觉。当然,人类能够轻松地赶超大部分平原河流的水速,也不会远远落后于风的风速。但是,和飞行速度约5米/秒的苍蝇相比,人类只有乘上雪橇才能赶上它;和兔子、猎狗相比,人类恐怕是骑上马也不一定能追上;要和雄鹰比速度的话,就只能坐上汽车试试看了。
    人类发明了汽车,才得以为世界上移动速度最快的物种。
    俄罗斯曾建造一种带有水翼的客运内燃机船,其速度可达60~70千米/时。人类乘坐交通工具在陆地上移动的速度肯定比在水中快。在某些路段,客运列车的行驶速度可达100千米/时。一辆新型轻便汽车吉尔–111的行驶速度可高达180千米/时,七座的轻便汽车“海鸥”速度可达160千米/时。
    船上的水翼,外观和功能都和飞机上的机翼类似。当水翼船的速度增加,水翼就会把船身抬出水面,减少水的阻力,提升航行速度
    现在,这些速度已经被航空工具远远超过了。俄罗斯很多国内航线都有运营超多座位的大型客机,其平均飞行速度约为792千米/时。超声速(声速约为340米/秒,也就是1224千米/小时)曾经是飞机设计师们的梦想,而现在这个梦想已经实现了。现在,拥有强大的喷气式发动机的小型飞机,速度已接近2000千米/时。
    目前,世界上载客量最大的民航客机型号是“空中客车A380”,最多可载客853人
    人类创造的飞行器可以达到更高的速度。在大气层边缘附近飞行的人造卫星能以大约7.9千米/秒的速度飞行。飞往太阳系各行星的航天器,在地面上的起始飞行速度能超过第二宇宙速度(11.2千米/秒)。
    和时间赛跑
    早上8点从符拉迪沃斯托克(海参崴)坐飞机出发,有没有可能在同一天早上的8点抵达莫斯科呢?这个问题不是完全没有意义。没错,我们完全可以做到。只要你记住符拉迪沃斯托克和莫斯科的时差是9个小时,就可以理解这个答案了。如果飞机能够在这期间飞完符拉迪沃斯托克到莫斯科之间的距离,那么它在符拉迪沃斯托克的起飞时间就是它到达莫斯科的时间。
    符拉迪沃斯托克和莫斯科之间的距离大约是9000千米,也就是说,飞机的速度需要达到1000千米/时。这是完全可以实现的。
    如果要在高纬度地区超越“太阳”(或者准确地说,超越地球),需要的相对速度更低。在北纬77°线上,一架飞机以450千米/时的速度飞行,其飞行速度与地球表面一个点绕地轴旋转的速度相同。对于这样一架飞机里的乘客来说,太阳是静止的,它一动不动挂在天空上,而不是渐渐迎来日落(当然,前提是飞机必须朝着地球自转的方向移动)。
    在月亮绕着地球公转的轨道上,“超越月亮”就更容易了。月亮绕地球转的速度大约是地球自转速度的1/29。(当然,这是指角速度,而不是线速度)。因此在中纬度地区,一艘普通的轮船以25~30米/时的速度行驶,就已经可以“超越月亮”了。
    马克·吐温在他的作品《傻子出国记》中提到这样一种现象:
    当我们从纽约穿越大西洋到亚速尔群岛时,经历的一直是美好的夏季天气,夜晚的天气甚至比白天更好。我们发现一个奇妙的景象:月亮每天晚上都在同一个时间出现在天空的同一个角落。起初我们觉得很迷惑,后来才搞清楚是怎么回事:我们每小时向东跨越相当于20分钟时差的经度,也就是说,我们以这样的速度追上了月亮。
    1/1000秒
    我们已经习惯用人类的尺度来衡量时间,1/1000秒对我们来说就相当于零。在实际生活中,这种时间间隔也是最近才经常被提到。过去的时间是通过太阳的高度或影子的长度来衡量的,很难精确到分钟。过去的人们认为1分钟太微不足道,没有测量的必要。古代人的生活如此悠闲,以至于他们的钟表——日晷、水钟和沙漏上都没有标出分钟。直到18世纪初,表盘上才开始出现分针,而秒针直到19世纪初才出现。
    中国古代发明的日晷,可以通过指针影子的位置来判断时间
    在1/1000秒内能发生什么?答案是非常非常多的!当然,在这短暂的时间里,也许火车只能移动约3厘米,声音能传播约33厘米,飞机能飞约0.5米。在1/1000秒里,地球能绕太阳转约30米,而光能传播约300千米。
    如果我们身边很多微小的生物能说话,它们大概不会认为1/1000秒可以忽略不计。比如对于一些昆虫来说,这个数值很有分量。一只蚊子可在1秒内振翅500~600下,这意味着在1/1000秒的时间里,它能完成向上或向下拍打翅膀的动作。
    我们的肢体没法像昆虫那样动得这么快。人类能做出的最快动作就是眨眼,“转瞬”指的就是一眨眼的时间。眨眼的速度很快,以至于我们不会感觉视野会有一瞬间发黑。然而,很少有人知道,如果用1/1000秒来衡量的话,眨眼的动作其实相当缓慢。精准的测量表明,一套完整的“眨眼”动作平均持续时间为2/5秒,也就是400个1/1000秒。它可以分解为以下几个阶段:眼睑下降(75~90个1/1000秒),下降的眼睑保持静止状态(130~170个1/1000秒)以及抬起眼睑(正如你所看到的,字面意义上的“眨眼”要花上相当长一段时间,在此期间,眼睑甚至有时间休息一下)。如果我们能够感知到1/1000秒内发生的事情,那么在“一眨眼”时间间隔内,我们是能感觉到眼睑的两次流畅的运用,以及两次运动间隙的静止状态。
    如果我们的神经系统有这种功能,那么我们眼里的世界将被“改造”得面目全非。在英国作家威尔斯的小说《新型加速剂》中,他描述了那些可能出现在我们眼前的奇怪画面。小说的主人公喝下了一种神奇的药水,神经系统受到影响,使他的感官对快速现象的感知特别灵敏。P1-7

最近浏览过的书籍