《趣味物理学》在线阅读——第2章 重力和重量·杠杆·压力（8-14）

第2章 重力和重量·杠杆·压力（8-14）

2.8　物体落下时候的重量

　　你可曾有过这样的经验，比方说坐电梯在开始下落的时候有一种恐惧的感觉？你会有一种仿佛向无底深渊跌下去的不寻常的轻飘飘的感觉。这实际上就是失掉了重量的感觉：在电梯开动的最初一瞬间，当你脚底下的电梯地板已经落了下去，而你却还没有来得及产生同样速度的那一瞬间，你的身体几乎没有压在地板上，因而你的体重也就会非常小。这一瞬间过去以后，你的这个恐惧的感觉停止了，这时候你的身体要用比匀速下落的电梯更快的速度落下去，就对电梯的地板施加压力，因此又恢复了原有的体重。

　　试把一个砝码挂在一只弹簧秤的钩子上，使弹簧秤连同砝码很快地落下去，注意秤上指示的数值（为了观察方便，可以把一小块软木嵌到弹簧秤的缝里，来注意软木的位置变化）。你会看到，在砝码和秤一同落下的时间里，弹簧秤所指示的并不是砝码的全部重量，而只是很小一部分的重量！假如挂着砝码的弹簧秤从高的地方自由落下，而你有办法在落下的路上观察秤所指示的数值的话，你会发现，这个砝码在自由落下的时候竟是一些重量也没有，弹簧秤所指示的数值是0。

　　即使是最沉重的物体，当它向下跌落的时候，也会变成仿佛完全没有了重量。这一点也不难解释明白。什么叫做“重量”呢？重量就是物体对它的悬挂点所施的下拉力或者对它的支点所施的压力。但是，自由落下的物体对弹簧秤并不施加任何下拉力，因为弹簧秤也跟着一同落下。当物体自由落下的时候，它既没有拉着什么东西，也没有压着什么东西。因此，如果有人问这个物体在落下的路上重量有多少，就等于问在它没有重量的时候重量有多少。

　　还在十七世纪，奠定力学基础的伽利略就曾经写道：

　　我们感觉到肩头上有重荷，是在我们不让这个重物落下的时候，但是，假如我们跟我们肩上的重物一起用同样的速度向下运动，那么这个重物怎么还会压到我们呢？这情形就跟我们想用手里的长矛①刺杀一个人，而这个人却在跟我们一起用同样的速度奔跑的情形一样。

　　下面一个简单的实验，清楚地证明了这种看法的正确。

　　把一只夹碎胡桃用的铁钳放到天平的一只盘上，这只钳的一只“脚”平放在盘面上，另一只脚用细线挂在天平的挂钩上。天平的另一只盘上放砝码，使两边恰好达到平衡。现在，用一根燃着的火柴把细线烧断，于是，原来挂在钩上的一只脚就落到盘上来。

　　请想想看，当这只脚落下的一瞬间，天平会起一些什么变动？在这只脚还在继续落下的这一瞬间，放着钳子的这只天平盘会向下沉呢，还是向上升呢，还是停留在原地不动？

　　对于这个问题，你现在既然已经知道自由落下的物体没有重量，就可以先提出正确的答案来：这只盘在这一瞬间一定会向上升起。

　　果然，原来挂起的那只脚，在落下的时候，虽然跟下面那只脚连在一起，但是它对下面一只脚所施的压力，到底比它在固定不动的时候小。钳子的重量在这一瞬间要减少些，因此天平盘就要在这一瞬间升起一下（罗森堡实验）。

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