从辨别鸡蛋看惯性定律
鸡蛋是我们日常生活中常见的成分。如果有两个外观很好的鸡蛋,而且一生只煮一次,我们怎么能在不打碎鸡蛋的情况下快速找到生的或熟的那一个呢?
事实上,方法很简单。我们把鸡蛋放在桌子上,然后快速扭转鸡蛋,放开并观察它的旋转:如果鸡蛋旋转平稳,甚至直立,它是煮熟的鸡蛋;另一方面,如果旋转不平稳并且很快停止,那就是生蛋。人们肯定会奇怪为什么会出现这种现象。事实上,当煮熟的鸡蛋被扭曲时,蛋白和蛋黄都扭曲在一起,所以旋转进行得很顺利。当生鸡蛋被扭曲时,只有蛋壳受到压力,而蛋白和蛋黄几乎不受压力。根据牛顿第一定律(惯性定律),蛋清和蛋黄由于惯性几乎是不动的,所以蛋壳的旋转速度被蛋清减慢了。研究证明,在蛋壳与桌面摩擦的作用下,熟鸡蛋的部分旋转能量转化为水平推力,改变了熟鸡蛋的长轴方向,并在一系列震动中由水平变为垂直。生蛋的内核是液体,吸收旋转能量,使其不能转化为驱动力,因此生蛋旋转时不会站立。所以用这种旋转鸡蛋的方法,你可以很容易地区分生鸡蛋和熟鸡蛋。
必须有人问,牛顿第一定律到底是什么?
1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书,建立了经典力学的科学体系。在这本书中,牛顿首先定义了质量、动量、惯性力等概念,然后提出了三个定律(即牛顿三定律)和六个推论。他的第一个定律是:“每个物体都继续保持静止状态或沿着直线匀速运动,除非对它施加一个强大的力来迫使它改变这种状态”,这也是惯性定律。
惯性定律在日常生活中有许多应用。例如,安全带的设计是利用惯性定律保护人类安全的重要装置。根据惯性现象,我们知道当汽车在紧急情况下刹车时,车内的人会在惯性的作用下向前移动,导致车内的人与他们前面的刚性物体碰撞,甚至冲出车外。安全带可以防止车辆紧急制动时车内人员的身体向前冲,使人在剧烈拉伸下紧贴座椅,避免第二次碰撞。此外,工厂中的许多机床底座设计得非常重,从质量的角度改变物体的惯性,以防止机床由于工作碰撞或剧烈振动而移动。
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