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会很快就自己也迷惑起来了:他的结论竟是,由于惯性的存在,下车时候
相反地竟是要向跟车行相反的方向跳的。
真的,事实上,惯性定律在这个问题上只起着次要的作用,主要的原
因却是在另外一点上。假如我们把这主要的原因忘了,那么我们就真会得
到这样的结论:应该是向后跳而不是向前跳了。
① 生丁是法国货币的名字,一百生丁等于一法郎。
假设你一定得在半路上从车子里跳下来,这时候会发生些什么情况
呢?
当我们从一辆行驶着的车子上跳下的时候,我们的身体离开了车身,
却仍旧保有车辆的速度(就是要依惯性作用继续运动)要想继续前进。这
样看来,当我们向前跳下的时候,我们当然不但没有消除了这个速度,而
且还相反的把这个速度加大了。
单从这一点看,我们从车子上跳下的时候,是完全应该向跟车行相反
的方向跳下,而绝对不是向车行的方向跳下。因为,如果向后跳下,跳下
的速度跟我们身体由于惯性作用继续前进的速度方向相反,把惯性速度抵
消一部分,我们的身体才可以在比较小的力量作用之下跟地面接触。
事实上呢,无论什么人,从车上跳下的时候,总是面向前方的,就是
向行车的方向跳下的。这样做也确实是最好的方法,是由不知道多少次的
经验所证明了的;这使我们坚决劝告读者在下车的时候不要做向后跳跃的
尝试。
那么,究竟是怎么一回事呢?
我们方才那套“理论”跟事实所以有出入,毛病只是出在方才的解释
只说了一半,没有说完。在跳下车子的时候,无论我们面向车前还是面向
车后,一定会感到一种跌倒的威胁,这是因为两只脚落地之后已经停止了
前进,而身体却仍旧继续前进的缘故①。当你向前方跳下的时候,身体的
这个继续前进的速度,固然要比向后跳下的更大,但是,向前跳下还是要
比向后跳下安全得多。因为向前跳下的时候,我们会依习惯的动作把一只
脚提放到前方(如果车子速度很高,还可以连续向前奔跑几步),这样就
会防止向前的跌倒。这个动作我们是非常习惯的,因为我们平时在步行的
时候都在不断地这样做着:在上一节中,我们就已经说过,从力学的观点
上说,步行实际上就是一连串的向前倾跌,只是用一只脚踏出一步的方法
阻止着真正跌倒下去。假如向后倾跌,那么就不能够用踏出一步的方法来
阻止跌倒,因此真正跌倒的危险就大了许多。最后,还有一点也很重要:
即使我们真的向前跌倒了,那么,因为我们可以把两只手撑住地面,跌伤
的程度也要比向后仰跌轻得多。
所以,在下车的时候向前跳跃比较安全,它的原因与其说是受到惯性
的作用,不如说是受到我们自己本身的作用。自然,对于不是活的物体,
这个规则是不适用的:一只瓶子,如果从车上向前抛出去,落地的时候一
定要比向后抛出去更客易跌碎。因此,假如你有必要在半路上从车上跳
下,而且还要先把你的行李也丢下去,应该先把你的行李向后面丢出去,
然后自己向前方跳下。但最好自然是不要在半路上跳车。
有经验的人——例如电车上的售票员和查票员——时常这样跳:面向
着车行的方向向后跳下。这样做可以得到两重便利:一来减少了由于惯性
给我们身体的速度,另外又避免了仰跌的危险,因为跳车的人的身体是向
着车行的方向的。
顺手抓住一颗子弹
① 这时侯步行的人因为要向前踏开一步,向支点增加了原来体重以外大约20 公斤的压力。因此一个步行的
人对于地面所施压力要比一个站立的人大。
根据报载,在帝国主义之间的第一次大战的时候,一个法国飞行员碰
到了一件极不寻常的事件。这个飞行员在2000 米高空飞行的时候,发现
脸旁有一个什么小玩意儿在游动着。飞行员以为这是一只什么小昆虫,敏
捷地把它一把抓了过来。现在请你想一想这位飞行员的惊诧吧,他发现他
抓到的是。。一颗德国子弹!
你知道敏豪生伯爵①的故事吗?据说他曾经用两只手捉住了在飞的炮
弹,法国飞行员的这个遭遇跟这个故事简直太相象了。
然而在法国飞行员这个遭遇里,却没有什么不可能的事情。
这是因为,一颗子弹并不是始终用每秒800…900 米的初速度飞行的。
由于空气的阻力,这个速度逐渐减低下来,而在它的路程终点(跌落前)
的速度却只是每秒40 米。这个速度是普通飞机也可以达到的。因此,很
可能碰到这种情形:飞机跟子弹的方向和速度相同。那么,这颗子弹对于
飞行员来说,它就相当于静止不动的,或者只是略略有些移动。那么,把
它抓住自然没有丝毫困难了,——特别是当飞行员戴着手套的时候,因为
穿过空气的子弹跟空气摩擦的结果会产生近100 度高温的缘故。
西瓜炮弹
如果说一颗子弹在一定条件下面可以变得对人没有妨害的,那么,相
反的情形也同样可能存在:一个“和平”的物体用不大的速度投掷出去,
却可以引起破坏的作用。1924 年举行过一次汽车竞赛。沿途的农民看到
汽车从身旁飞驰过去,为了表示祝贺,向车上乘客投掷了西瓜、香瓜、苹
果。这些好意的礼物竟起了很不愉快的作用:西瓜和香瓜把车身砸凹、弄
坏了,苹果呢,落到乘客身上,造成了严重的外伤。这个理由很简单:汽
车本身的速度加上投出西瓜和苹果的速度,就把这些瓜果变成了危险的、
有破坏能力的炮弹。我们不难算出,一颗10 克重的枪弹发射出去以后所
具有的能,跟一个4 公斤重的西瓜投向每小时行驶120 公里的汽车所产生
的能不相上下。
自然,西瓜的破坏作用是不能跟子弹相比的,因为西瓜并没有象子弹
那样坚硬。
等到高空大气层(所谓平流层)里的高速度飞行实现,飞机已经具备
每小时3000 公里的高速度,也就是有了跟子弹一样的速度的时候,每一
个飞行员就都会有机会碰到方才所说的情形。就是在这种飞机飞行的路
上,每一个落在这架高速飞机前面的物体,对于这架飞机都会变成有破坏
力的炮弹。从另外一架即使不是迎面飞来的飞机上偶然跌落下来的一颗子
弹,如果跌到这架飞机上,就等于从机枪射击出的一样:这颗跌下的子弹
碰到这架飞机时候的力量,跟从机枪里射到飞机上的一样。这道理很明
显,子弹跌到这架飞机上跟从机枪发射出来,它们的相对速度相等(飞机
和机枪子弹的速度都跟每秒800 米相近),因此跟飞机接触时候的破坏后
果也一样。
①
在这种情形下面的跌倒也可以从另外一个观点来解释。(见本书著者的《趣味力学》第三章“什么时候
‘水平’线不水平?”一节。)
相反地,假如一颗从机枪射出的子弹,在飞机后面用跟飞机相同的速
度前进,这颗子弹对于飞机上的飞行员,大家已经知道是没有妨害的。两
个物体向相同方向用几乎相等的速度移动,在接触的时候是不会发生什么
撞击的,这一个道理在1935 年,有一位司机,就曾经十分机敏地运用过,
因而避免了一次就要发生的撞车惨剧。事情的经过是这样的:在这位司机
驾驶的列车前面,有另外一列列车在前进。那前面的列车由于蒸汽不足,
停了下来,机车把一部分车厢牵引到前面的车站去了,丢下了36 节车厢
暂时停在路上。但是这截车厢由于轮后没有放置阻滑木,竟沿着略有倾斜
的铁轨用每小时15 公里的速度向后滑溜下来,眼看就要跟他的列车相撞
了。这位机警的司机发现了问题的严重性,立刻把自己的列车停了下来,
并且向后退去,逐渐增加到也是每小时15 公里的速度。由于他这样机智
的办法,这36 节车厢终于平安地承接在他的机车前面,没有受到丝毫损
伤。
根据同样的道理,人们造出了在行进的火车上使得写字方便的装置。
原来,在火车上写字困难,只是因为车轮滚过路轨接合缝时候的振动并不
同时传到纸上和笔尖上。假如我们有办法使纸张和笔尖同时接受这个振
动,那么它们就会是相对地静止着,这样在火车行进的时候写字就会一点
没有困难了。
要使笔尖和纸张同时受到振动,可以利用图19 的装置。图上拿钢笔
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