有趣的物理活动42014/10/9老师:李显不估不知道，一估吓一跳题1：估一估，你大拇指指甲上所受的大气压大约为多大？相当于1根鸡毛重？一支钢笔重？还是几斤酒重？解：人体大拇指的面积约为1厘米2左右，大拇指所受的大气压强约为P0=1.01×105帕，则大拇指上所受的压力约为：F=P0S≈1.01×105帕×1×10-4米2≈10牛小小一个大拇指表面上承受的力约为1千克力，相当于一对礼品酒吊在你的大拇指上。你说大不大!1吨木头和1吨铁，哪一个重？1吨木头和1吨铁，哪一个重？这还不知道，一样重。可是如果有人回答说：“1吨木头重。”你一定会大笑起来。然而，严格地讲，这个答案才是正确的！因为平常我们说的1吨铁和1吨木头，是指铁和木头在空气里称起来的重量。假若有一架很大的天平，我们把这堆铁和这堆木头分别放在天平的两盘上，那么，它们在空气里称得的结果是正好平衡的。但是，我们都有知道，任何物体放在空气里都要受到浮力的作用。因此一个物体的真正重量，应该是它在真空里称出来的重量可是我们平常所指的重量，都是在空气里称出来的。既然是在空气里称的，就要受到空气的浮力作用，所以它的重量就要减小。根据阿基米得原理，物体在空气里所受的浮力，等于这个物体所排开的空气的重量；也就是说，在空气中称得的重量，等到于物体的真实重量减去物体所受的浮力。此题中，木头的体积比铁的体积大，所以木头所受的浮力大于铁的浮力，因此，木头的真正重量，应该等于1吨重加上木头所受的浮力；而铁的真正重量，应该等于1吨重加上铁所受的浮力。1吨铁大约占八分之一立方米的体积，1吨木头约占2立方米。它们的浮力相差约2.3千克力。所以1吨木头的真正重量，就比1吨铁的真正重量约重2.3千克。一滴水也能浮起一头牛我们先看这样一个问题：“1N的水能托起10N重的物体吗?”很多同学可能要回答：不能。他们是这样理解的，因为1牛的水即使全部被排完，也只能产生1牛的浮力，因浮力小于重力，故物体不可能上浮。我们不妨这样设想，设容器中装有11N重的水，有一重10N的物体（密度比水小）放入容器中，这时，它浮在水面上，此时，排开的水为10N，容器内只剩下1N的水了，可见1N的水完全可以托起10N的重物。在这里“排开”的水重是10N，而不是1N，其V排的含义应是图中物体浸没在水下的体积，而不是周边水的体积。因此，1N的水最多能浮多重的物体是不确定的。从理论上讲，一滴水完全可以浮起一头牛。阿基米德能举起地球吗?阿基米德曾经对叙拉古的国王说：“给我一个立足点和一根足够长的棍，我就能搬动地球”。国王一听感到非常吃惊，心想阿基米德是不是病了，胆敢夸这么大的海口，于是他命令阿基米德去移动放在海边陆地上的一条大船。阿基米德叫工匠在船的前后左右安装了一套设计精巧的滑轮和杠杆，并让国王牵动一根绳索，船就慢慢地移到了海里。国王见此情形，十分钦佩，当众宣布：“从现在起，我要求大家，无论阿斯米德说什么，都要相信他！”阿基米德的确用较小的力就产生了较大的力，但是如果真让他去搬动地球，他行吗？让我们设想阿基米德真的找到了一个立足点，再设想他真的找到了一根足够长的杠杆，你知道他如果把地球哪怕只举起一厘米，得用多长时间吗？──至少要用三十万万万年。大家都知道，地球的质量是６×１０２４千克，如果一个人能直接举起６０千克的重物，那么他要举起地球，其杠杆的长臂将是短臂的1023倍，也是说如果在短臂的那一头举高１厘米，则长臂在宇宙空间里所画的一个大弧，其弧长为１０２１米，给我一个立足点和一根足够长的硬棒，我就能移动地球。如果我们认为阿基米德能在１秒钟内把６０公斤的重物举高１米（这种工作能力是相当惊人的）。那么，他要把地球举起１厘米就得用３×１０１３年，可见，阿基米德就是用一辈子时间按着杠杆，也不能把地球举起象极细的头发那样粗细的一段距离。即使阿基米德的手能够运动得和自然界最大的光速一样快，他也只能在做了十几万年的工作以后，才能把地球举起一厘米。再者，我们知道地球的质量是６×１０24千克，那么，地球的重力就是６×9.8×１０24牛吗？否，因为重力是物体由于地球的吸引而受到的力，你要产生这么大的一个重力，就必须把...
