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物理之趣
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物理之趣

其實物理學對我們日常的生活是識識相關的,幾乎在我們身邊的所有事物也可以用物理學來解釋,例如每天也在影響我們生活的天氣,甚至整個宇宙。總之,只要你仔細觀察,你便會發現你是生活在一個物理的世界之中。

如要發現一些物理定律是十分困難的,不過在這一百年來也有多位諾貝爾物理學家產生,不知大家對他們有沒有興趣呢?

如果牛頓沒有被蘋果打到, 牛頓會發現重力嗎? 

以下有一些有趣的物理問題,大家不仿想一想。

1. 醫院裡面的電擊急救會電死人嗎?

2. 我們能夠用核融合反應來發電嗎?

3 .電車緊急煞車時,人會往前倒,但在車中飛的蒼蠅呢?

4. 在電車中,從行李架上掉下來的束西會怎樣呢?

5. 公車裡,搖晃得最小的地方是哪裡?

答案:

1.我們常聽到在醫院中有一種電擊急救法,可是這種急救法會不會電死人呢? 其實醫院中的電
擊急救使用的是充電式的電擊裝置,是以高壓電擊病人,但是電流很小,通常電死人的原
因是因為高電流功率高,而不是高電壓,高電壓祇會使普通人昏倒而已,因此電擊急救是
不會電死人的。 

不過高壓電塔可不能隨便亂摸,因為高壓電塔的電壓高,功率大,是有辦法電死人的。

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2. 目前我們可以製造出來的核融合反應有氘(重氫)和氚融合成氦的反應. 

(其中氚和氘都是氫原子的同位素) 

氘(重氫)和氚融合成氦這個反應, 可以產生質量的些微變化, 因此我們可以利用這個能量
來作為發電的能源, 不過目前由海水中分離氘和氚的所需要的能量就比核融合反應所產生的
能量還要高了(簡單的說, 就是要用來準備材料所需要的能量比產物能夠產生的能量還要高),
因此還沒有實用價值. 

目前核融合反應只用來做氫彈等武器, 還沒有辦法拿來發電.

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3. 電車突然停止時,乘客會往前倒。這是大家都常體驗到的。這也能以前述之慣性定律來說明。
物體依據慣性定律具有保持相同速度的性質,而這種性質稱為慣性。但是,靜止的物體若不施加外力則�靜止,這也稱為慣性,需要注意。
電車中的乘客也因慣性作用維持與電車相同的速度。此時,電車將速度突然降至零,�鄏]與地板接觸尚能追隋車速,可是身體部分�因慣性而保持向前的速度,所以會向前傾倒。
那麼,與地板不接觸的物體;浮在車內空中的,如在 車內飛的蒼蠅在電車突然停下時,會怎樣呢?
只要是具有質量的物體均適用慣性定律。隋著電車的突然停止,蒼蠅會朝前衝。理由是車內之空氣也因慣性而朝前移動。可是,空氣的流動不會永遠繼續,因車內前方的氣壓會增高而停止流動。這麼一來,蒼蠅會衝到哪裡呢?難道它會衝撞車壁嗎?
這個問題單就力學實難以解答的。為什麼呢?因為蒼蠅是生物。
以蒼蠅的習性來看,不喜歡不按自己意志而受周圍影響而大幅度移動的。而且,蒼蠅與周圍的空氣保持平均的位置。所以,蒼蠅可從隋電車移動的空氣得佑電車的速度,再從與周圍物體的距離來確認自己的位置。
因此,蒼蠅在電車繄急煞車時,雖會向前衝一點,但也會在空中制動,減少與周物體的移動距離。只要不是太靠近車壁的,大概不會撞上去。 

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4.電車以等速度行駛時,如果東西從行李架上落下,它的位置正確應如何?當然,窗戶必須是關著的。
這個問題,您可能會認為﹕東西離開行李架,在空中的�袪﹛A電車已向前移動一些,因此東西落下之置應在稍為後面一點的地方吧。
乍見之下,理所當然。而且這樣回答的人大概不少。
但是,正確的答案是在行李架的正下方,而且,與東西的重量無關,不論重的、輕的均是落於正下方。
那麼,大概前述的理由有錯誤的地方吧。
東西離開行李架在空中的瞬間,的確沒受到電車的力的影響。而東西在行李架上是否受到電車前進力的影呢?
事實上,並沒有受到電車的前進力的影響。
理由是電車進行等速度運動之故。所謂等速度運動是在一直線上以一定速度的特性。而正在做等速度的物體具有保持該速度的特性。行李架上的東西與電車都是相同的速度,只要電車不改變速度,東西即能保持與電車相同的速度。在這種情況下,可知東西沒有受到電車任何力的影響。所以,東西離開行李架在空中的瞬間,仍保持與電車相同的速度,而落至正下方。
說明這種現象,必須提到力學的慣性定律。
所謂慣性定律又稱為牛頓的運動第一定律,是三個運動定律中最容易懂的。內容為﹕「物體只要不受到外力的作用,正在運動中的物體永遠持續等速度運動。而靜止狀態。」
這個定律說明物體不受力的影響,會繼續等速度運動。似乎是違反常識,但�含著重要的物理知識。


 

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5.提到上班,公車有如人足是不可缺的。
公車左右轉時,乘客也經常左右搖晃,嚴重者會暈車。那麼,車子走在彎路特多的的地方時,該坐在哪兒比較不會搖晃?
有人說坐在前面;也有人說在中間較好。到底如何呢?我們來想想看。
假定公車是走S狀的彎路。
方向盤打向左邊,前輪即向左彎,然後輪向左畫弧線轉彎而去。結果,車體前方向左改變方向而去。
此時,車體以連接兩個後輪的中央為支點,朝水平方向做旋轉運動。
另一方面,後輪所畫的弧與前輪的同。後輪較近內側,且轉的距離較短。所以,後輪所轉的弧度較小。
公車做S狀轉彎時的前輪與後輪的曲線如圖所示。 
這個曲線是用塑膠模型汽車,車輪塗上墨水,在紙上做S狀轉彎而彎得來的。如圖示,車體之橫向搖晃最大的位置在車體的最前面。反地,橫向搖晃最小的位置在後輪軸上。
車尾因稍為離開做為轉向支點的後輪軸,搖晃程度增加。
這些現象隋車身愈長愈顯著。
以上為車子的棋向搖晃現象,而路上坑洞寸多,車體也會上下振動加劇。
關於上下振動,其支點顯然是在前輪及後輪,所以振幅小的地方是在前輪與後輪之間。
從以上可以知道:討厭左右橫向搖晃的人可坐在近後輪的地方,而討厭上下振動的人可坐在前後輪之間。可是。上下班擁擠時刻,想要照自己的意思在車上取得「陣地」,可能不太容易吧﹗

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