摘要:参考消息网3月24日报道 据美国趣味科学网站3月1日报道,电梯有一种奇怪的方式来扰乱你的重力感。西雅图华盛顿大学物理学教授米格尔·莫拉莱斯对趣味科学网站说:“在物理学中,‘重量’这个词有不同的含义。”爱达荷大学物理学教授贾森·巴恩斯对趣味科学网站说,这个特点揭示了一些违反直觉的东西:“你感觉不到重力。
参考消息网3月24日报道 据美国趣味科学网站3月1日报道,电梯有一种奇怪的方式来扰乱你的重力感。电梯上升的那一刻,你的脚能感觉到。有那么一秒钟,地板比平时的推力更大。当电梯减速时,这种推力就会减小,让你暂时变轻。
如果你在上升的电梯里站在体重秤上,读数就会向上跳动。当电梯减速停止时,数字会下降。在电梯下降的过程中,情况正好相反。
那么到底发生了什么呢?你会在电梯上升时更重还是下降时更重?
简短的回答是你会在两个点感觉最重:电梯开始上升时(向上加速)和电梯在下降的最后一刻减速时(减速下降)。但这个解释取决于“重量”的真正含义以及你身体的感觉。
西雅图华盛顿大学物理学教授米格尔·莫拉莱斯对趣味科学网站说:“在物理学中,‘重量’这个词有不同的含义。”莫拉莱斯解释说,在物理学中,重量至少涉及三个相互关联的概念:你的质量(你是由多少物质组成的)、对你施加的引力和你脚下的体重秤向上的推力。
莫拉莱斯说:“当你静止不动时,这些都是一样的。不过,一旦电梯开始加速或减速,你就会得到三个不同的答案。这就是物理学。”
你的质量永远不会改变,不管电梯做什么。地球表面附近的重力在建筑物的底部和顶部之间也基本相同。改变的是第三个定义:体重秤向上的推力。向上的推力才是体重秤实际测量的东西。
爱达荷大学物理学教授贾森·巴恩斯对趣味科学网站说,这个特点揭示了一些违反直觉的东西:“你感觉不到重力。你永远无法感觉到重力。”
为什么电梯会让你感觉更重或更轻?
电梯会短暂地改变地板对你的推力。当电梯开始上升时,它必须也让你加速上升。巴恩斯说:“开始上升的时候,你会觉得自己更重。为了让你加速上升,电梯的推力会比平时更大。”
在一般的建筑物电梯中,额外的加速度可能是大约1米每二次方秒。这相当于地球引力的十分之一左右。对于正常体重150磅(约合68千克)的人来说,这将使体重秤读数短暂增加10%左右。体重秤显示的不是150磅,而是约165磅。
莫拉莱斯从体重秤的角度描述了同样的效应。他说:“重力根本没有改变。但是现在,为了让你加速,推力必须大于重力。所以,体重秤的读数就会上升。”
一旦电梯达到稳定的速度,加速就会停止。重力和向上的推力再次平衡,体重秤就会回到正常读数,即使你仍在移动。
在顶部,当电梯减速停止时,情况正好相反。尽管你仍在向上移动,电梯也必须稍微向下加速以使你减速。
重力没有改变。但因为电梯正在向下加速,所以地板不需要那么用力上推以控制你的运动。由于向上的推力减少,体重秤读数会下降。
莫拉莱斯说:“你会觉得自己有点变轻了。”
同样的模式会在下降的过程中重复。当电梯加速下降时,你会感觉更轻,因为地板向上的推力比平时小。但当电梯接近底部并减速停止时,加速度又向上翻转,让你再次感到沉重。
这种日常经历原来与现代物理学中最重要的理念之一有关。
巴恩斯说:“这是爱因斯坦最先提出的效应,当时他正在发展广义相对论。”这一见解被称为等效原理,它帮助爱因斯坦将引力理解为不是一种力,而是加速和时空本身弯曲的结果。(编译/杨新鹏)
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参考消息网3月24日报道 据美国趣味科学网站3月1日报道,电梯有一种奇怪的方式来扰乱你的重力感。电梯上升的那一刻,你的脚能感觉到。有那么一秒钟,地板比平时的推力更大。当电梯减速时,这种推力就会减小,让你暂时变轻。
如果你在上升的电梯里站在体重秤上,读数就会向上跳动。当电梯减速停止时,数字会下降。在电梯下降的过程中,情况正好相反。
那么到底发生了什么呢?你会在电梯上升时更重还是下降时更重?
简短的回答是你会在两个点感觉最重:电梯开始上升时(向上加速)和电梯在下降的最后一刻减速时(减速下降)。但这个解释取决于“重量”的真正含义以及你身体的感觉。
西雅图华盛顿大学物理学教授米格尔·莫拉莱斯对趣味科学网站说:“在物理学中,‘重量’这个词有不同的含义。”莫拉莱斯解释说,在物理学中,重量至少涉及三个相互关联的概念:你的质量(你是由多少物质组成的)、对你施加的引力和你脚下的体重秤向上的推力。
莫拉莱斯说:“当你静止不动时,这些都是一样的。不过,一旦电梯开始加速或减速,你就会得到三个不同的答案。这就是物理学。”
你的质量永远不会改变,不管电梯做什么。地球表面附近的重力在建筑物的底部和顶部之间也基本相同。改变的是第三个定义:体重秤向上的推力。向上的推力才是体重秤实际测量的东西。
爱达荷大学物理学教授贾森·巴恩斯对趣味科学网站说,这个特点揭示了一些违反直觉的东西:“你感觉不到重力。你永远无法感觉到重力。”
为什么电梯会让你感觉更重或更轻?
电梯会短暂地改变地板对你的推力。当电梯开始上升时,它必须也让你加速上升。巴恩斯说:“开始上升的时候,你会觉得自己更重。为了让你加速上升,电梯的推力会比平时更大。”
在一般的建筑物电梯中,额外的加速度可能是大约1米每二次方秒。这相当于地球引力的十分之一左右。对于正常体重150磅(约合68千克)的人来说,这将使体重秤读数短暂增加10%左右。体重秤显示的不是150磅,而是约165磅。
莫拉莱斯从体重秤的角度描述了同样的效应。他说:“重力根本没有改变。但是现在,为了让你加速,推力必须大于重力。所以,体重秤的读数就会上升。”
一旦电梯达到稳定的速度,加速就会停止。重力和向上的推力再次平衡,体重秤就会回到正常读数,即使你仍在移动。
在顶部,当电梯减速停止时,情况正好相反。尽管你仍在向上移动,电梯也必须稍微向下加速以使你减速。
重力没有改变。但因为电梯正在向下加速,所以地板不需要那么用力上推以控制你的运动。由于向上的推力减少,体重秤读数会下降。
莫拉莱斯说:“你会觉得自己有点变轻了。”
同样的模式会在下降的过程中重复。当电梯加速下降时,你会感觉更轻,因为地板向上的推力比平时小。但当电梯接近底部并减速停止时,加速度又向上翻转,让你再次感到沉重。
这种日常经历原来与现代物理学中最重要的理念之一有关。
巴恩斯说:“这是爱因斯坦最先提出的效应,当时他正在发展广义相对论。”这一见解被称为等效原理,它帮助爱因斯坦将引力理解为不是一种力,而是加速和时空本身弯曲的结果。(编译/杨新鹏)