在游乐园里遇见牛顿

周晓秋

游乐园是孩子们的快乐王国，过山车、激流勇进、天地双雄、蹦极、海盗船……许许多多的游乐项目让人体会到无限的刺激与欢乐。但是，你知道吗，在你的尖叫声与欢笑声中，其实已经和经典物理学的奠基人牛顿不期而遇了很多次。想知道你都在哪里遇到过牛顿大神吗？快看过来，这就为你揭秘！

过山车

——高低起伏山路险，风驰电掣离弦箭

过山车亦称云霄飞车，虽然全球的过山车种类繁多，但无论哪一种，其本身都无动力。虽然过山车没有动力，但它的速度却不低，最高时速可达240千米。有的过山车从130多米的高空俯冲下来，百公里加速仅需1秒，而世界名车法拉利也需3.1秒。那么，过山车的动力究竟源自哪里呢？原来，过山车起步时依靠机械牵引或弹射等方式，使它从整条轨道最低处爬升到最高点，将其他形式的能量转换成过山车最大的重力势能——这就是过山车走完全程所需的全部能量。而重力势能的形成，是因为物体间都存在着相互吸引的力——万有引力。看，我们在这里与万有引力的发现者牛顿相遇了。

激流勇进

——轻舟飞驰溪水涧，冲向河滩浪花溅

与过山车相似的激流勇进，其游船和流水也是被机械提升至各个不同的高点，然后借助重力作用，沿水道顺势而下，將重力势能转换成游船和流水下行的动能，从而以较高的速度冲入低谷中的水道，在船头和两侧激起白色浪花，给人以无穷的乐趣和凉爽的感觉。看来在水上项目中，牛顿也陪同大家一起游乐。

天地双雄

——一升一降天地间，亦轻亦重若神仙

当人们坐在天地双雄的座椅上，以2～4g的加速度在2秒左右的时间内快速上升到20～30层楼高的塔顶时，会有超重感。当座椅载着人们以接近1g的加速度下降时，人们又会有失重感。天地双雄急速的升降运动，使人们初步体验了宇航员乘坐火箭升空和乘坐返回舱返回地面时经受的超重与失重。然而，宇航员有时承受的超重现象达到8g，如此严酷的超重对普通人而言是非常危险的。

（选自 2017年02期《知识就是力量》）