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打破脑洞的奇妙“物理题”

2020-08-02姑苏

意林·少年版 2020年13期
关键词:物理题水晶鞋视锥

姑苏

你的脑中是不是时不时地冒出一些奇奇怪怪的疑问呢?一起来看看科学研究者是如何有理有据地回答那些天马行空的“物理题”的吧!

1.童话故事中的灰姑娘穿着水晶鞋逃跑,真的可以实现吗?

假定灰姑娘的水晶鞋材质是常用的钠钙玻璃。

如果灰姑娘穿着水晶鞋保持不动,高跟鞋的跟不论多高都没问题。如果她穿着水晶鞋正常走路,想要让水晶鞋不因受力过大而折断的话,水晶鞋的跟高只能是3.44~13.8cm。如果她想跑步而保证水晶鞋不碎,这双鞋的跟高只能是1.15~4.61cm,否则跑两步就会断开。

2.如果失控的电梯在做自由落体运动,里面的人在电梯即将落地时跳起,电梯在人落地前落地,那么此人会受伤吗?

答案是肯定的。男子背越式跳高世界最高纪录是2.45米,运动员在有助跑的情况下实际重心升高不到2米。一个人在自由落体的电梯里,下蹲都是无法完成的动作。假设电梯从10米高的地方失控,且天花板不存在(跳跃高度不受天花板限制),一个人还可以在电梯内原地向上蹦2米,而他蹦完之后速度抵消的效果,只是相当于电梯从8米高的地方开始失控,结果是一样的。因为真正让人在下坠电梯里受伤的不是速度,而是加速度。

3.一只苍蝇在汽车里飞,没有附着于任何东西,它为什么会跟汽车保持一样的飞行速度?

其实,行驶中的汽车里的苍蝇,并不是没有附着于任何东西,它是附着于空气的,而空气附着于汽车。其实常见的一类问题都可以用上面这句话回答。比如,为什么飘在空中的热气球还是会跟着地球自转?因为空气也在跟着地球自转。

4.外星人的眼睛有没有可能接收红外线或紫外线?他们的视野会不会更宽阔?

地球上有一种色彩艳丽的雀尾螳螂虾,其视觉感受器可达16种,其中6种可分辨普通颜色,6种可分辨紫外线,还有4种可分辨圆偏振光(这种光波呈螺旋状传播)。其实,视觉方面的能力与生物拥有的视觉感受器种类直接相关,且往往与其生活环境及生存需求密切相关。人类拥有负责感应光强的视杆细胞和负责捕捉颜色的三种视锥细胞;狗和貓更关心黑夜里捕捉猎物的能力,因此对颜色需求不大,故视杆细胞更发达而视锥细胞种类比人类少;蜜蜂和蝴蝶需要在花间采蜜,因此它们可以在紫外线图景下分辨各种花瓣;响尾蛇需要精确感应温度变化、判断猎物位置,红外视觉对其非常重要。

同在一个地球,生物尚且“各怀绝技”,假如存在外星人,他们又会有怎样的生理结构呢?

聂勇摘自《青春期健康》

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