因为万有引力,我靠近了你

2019-09-03 09:55张航
课堂内外(初中版) 2019年8期
关键词:原子核木星引力

张航

提到引力,就要提到砸中牛顿的那个苹果,和那棵果树。牛顿因为那颗苹果发现了万有引力。事实上要让你失望了,牛顿从没有在作品里,提到过那颗苹果。故事都是骗人的,但万有引力是真的,任何具有质量的物体之间,都有互相吸引的力,它也是物体重量的来源。人和人之间也有引力,只是相比人和地球之间的引力,小得可以忽略不计。

★实话告诉你,我拉动了地球

1687年,牛顿发表了万有引力定律。他在书里写,引力与两个物体质量的乘积成正比,与他们之间距离的平方成反比。

既然叫万有引力,地球在吸引人的时候,其实人也在吸弓|地球。当你从高处朝下跳的时候,地球把你朝地面拉,同时,你也在把地球加速朝你的方向拉。这样一想,是不是有点酷?

喜欢武侠的男生,是不是开始心潮澎湃了。毕竟你都是可以拉动地球的人了。再看看少年喜欢做些“拔剑砍地,投石冲天”的事,觉得自己目空一切,学过物理之后,你会发现这一切毫无意义啊喂!

我们和地球真不是一个重量级的选手,我们对地球的作用力小得可以忽略不计。你投石冲天,扔的石头还是会掉地上,就算没砸到人,砸到花花草草也是不好的。

那么我们到底要受到地球多大的拉扯力呢?一个物体受到的引力场强度,等于它在这位置受影响而产生的加速度。啥意思呢?地球表面自由落体加速度g是9.81m/s?,假设物体质量是m,那么重力就是质量m和g的乘积了。

两个铁球同时着地的故事都听过,忽略空气阻力的话,铁球落下第一秒可以落9.81m/s,第二秒就达到了19.62m/s,如此递增……加速度嘛,总之就是越来越快。

所以不管你多么像窜天猴一样要上天,地球都可以稳稳地把你抓在地球表面。机智的你是不是想,那为什么火箭可以上天呢?那你得看看火箭的助推力和地球拉力,到底谁大了。

★《流浪地球》中木星吸引地球

星星是怎么来的呢?你想,最开始只是一个小石块,它把附近比自己更小的石块拉过来组成团,越拉越多就成了一个庞大的星体。这都是引力的功劳。现在不同的星体之间,还在互相拉扯,像拔河一样,拔不过就被对方扯走了。势均力敌的话,那还可以各自在各自的轨道上运行,形成一个稳定的天体系统。

科幻电影《流浪地球》里,出现了木星引力捕获地球大气和吸引地球撞向木星的片段,最后靠着点燃木星大气的巨大冲击波把地球推离了木星,才避免了人类灭亡的厄运。我们来对比一下木星和地球的照片就很好理解这个场景了,地球和木星之对比悬殊就好像车厘子和大西瓜一样。

根据万有引力计算公式F=(GXm1xm2)r2,地球将受到极大的木星引力,导致地球向木星撞去。引力与它们之间距离的平方成反比,随着地球离木星越来越近,引力越来越大,一旦突破希洛极限,地球就没有机会逃逸了。

引力存在于宇宙万物之间,引力最大的天体,自然就是黑洞了,连光也无法逃脱它的拉扯。

自然界的四种基本力

自然界存在四种力:除了我们比较熟悉的引力和电磁力之外,还有强相互作用力和弱相互作用力。看名字,你覺得谁的力最弱?你也许会说弱相互作用力,错,最弱的是引力。

强相互作用力,顾名思义力量最强,把夸克拉拢组成质子和中子,而且把他们拉拢禁锢在非常小的原子核里,动弹不得。弱相互作用力和放射性衰变有关:原子核带正电是因为质子带正电,为了保证原子为中性,原子核周围的电子就增多,就像大哥身边的小弟多了,罩不住一样,原子结构开始不稳定,大哥显得力不从心。核武器里面就有弱相互作用力的体现。

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