
聽聞美國國家航天航空局NASA宣稱2月7日(也許是8日、9日、10日、11日或者其他時間)是個特殊的日子,這一天地球引力最小,掃帚能夠“站”起來,人們紛紛在家里挑戰立掃帚,果然,奇跡發生了:直挺挺的掃帚真的立起來了。
如果你大呼神奇,那真相可能要令你失望了:NASA根本沒有發布那樣的消息,而且掃帚在一年中的任何一天都能立起來,與地球引力一點關系也沒有。
掃帚為什么能立起來?
這不得不說到平衡。根據系統在平衡狀態下對外界響應的不同,我們把平衡分成穩定平衡、不穩定平衡和隨遇平衡。穩定平衡在受到擾動后,依舊能回到原來的平衡位置;不穩定平衡在受到擾動后,系統會放大這種擾動,從而加速偏離平衡位置;隨遇平衡則是哪里都能平衡。
在現實生活中,要判斷一個系統到底是哪種平衡,得看它的重心在哪里。如果一個物體的重心落在它的支撐面(最外側支撐點連接而成的幾何圖形)內的話,那就是穩定平衡。
自然界中能夠長久存在的都是穩定平衡,立掃帚也是。大部分掃帚的質量都集中在掃帚頭上,重心位置距離掃帚頭非常近,所以只要把掃帚往平整的地上一立,讓掃帚的刷毛張開一定角度,掃帚就能立住。
如果你對掃帚的重心位置有疑惑的話,不妨做一個簡單的實驗:把掃帚架在虎口處,等到把掃帚架穩后,兩只手緩緩靠近,記住在這個過程中要一直保持掃帚穩定。等到雙掌接觸時,這個位置就是掃帚重心所在的位置。
地球引力真的在2月的那幾天最小嗎?當然不會。
地球對我們的引力主要由地球與人體的質量以及地球半徑決定,在很長的時間尺度里都可以視作不變。地球在一年當中與太陽之間的距離會發生變化,因為離得太遠,太陽的引力變化也是微乎其微的,可以忽略不計。
不止掃帚能“站立”,告訴你哦,球拍、白菜、剪刀等都能立起來,不信你試試!