大炮搬上月球：计算射出炮弹的最大初速度

假设把大炮架在月球上，忽略空气对炮弹速度的影响，请问这门大炮射出炮弹的初速度最大是多少？而在大炮相同的情况下，炮弹在炮筒里面运动的距离也是相同的，因此由表达式可以得出，大炮在地球上和月球上的速度是一样的。

理论教育 2023-10-26

揭秘『趣味力学』中未解之谜

“你知道公斤·米[1]是什么吗？“当然知道，不就是将1千克的物体提高1米所做的功吗？”大多数人会这样回答。关于功的单位，很多人觉得，除了定义给出的之外，再加上上面这一句就行了。当然，上面所讲的1米的高度，一般指的是距离地面的高度。可是只满足这个条件还远远不够，我们来看看下面这道题吧：一门炮膛长1米的大炮朝空中笔直地射出了一枚质量为1千克的炮弹，因此，炮膛中的火药气体只作用了1米的距离。炮弹离开炮膛

理论教育 2023-10-26

木筏顺流而下：木筏子工人为你揭秘！

物体从河面上顺水而下与在空气中下落的情况极为相似，对于这一点，恐怕很多读者都会觉得意外。针对以上结论，那些经验证丰富的木筏子工人最有发言权。小船顺流而下时，速度怎么可能比浮载它的水的速度更快呢？也就是说，物体是在一个倾斜面上向下加速滑动的。我们乘坐木筏在比雅河上漂流，通过这条河的发源地，也就是捷列茨科耶湖，一直顺流而下，来到了比斯克城。“当然不是，木筏的流速比水流快得多，而且木筏越重就跑得越快。”

理论教育 2023-10-26

趣味力学：揭开游乐设施背后的木马原理

现在，我们在展览会或公园里看到的各种游乐设施，其原型就是塞万提斯在故事里设计的木马，设计依据是“不能将静止与匀速运动分割开来”的力学原理。

理论教育 2023-10-26

趣味力学：正确理解牛顿第三定律,超越惯性定律误解

牛顿第三定律是经典力学研究领域的理论基础，它从牛顿第二定律的基础上推导而来。在牛顿三定律中，惯性定律是第一定律，作用力和反作用力相等定律则是第三定律。但是，惯性定律说的是物体静止和运动两种状态，针对的并不是物体的所有状态。例如，“趋向于”这三个字多次出现，对惯性的很多误解即源于此，这种说法对正确理解牛顿第三定律是不利的。

理论教育 2023-10-26

《趣味力学》：速度中的力及防护措施

托尔斯泰曾写过一本书，叫作《读本第一册》，其中有一段内容是这样的：一列火车疾驰而来，一辆载着重物的马车停在铁路和马路的交叉处。它们相撞的时候，被撞的马车在碰撞之前一直静止不动。在相撞之前火车的速度越大，在相撞之后马车获得的速度就越大，即马车被撞的力量也就越大。他将火车以最快的速度开过去，撞开了马车和马，避免火车自身受到更大的伤害。但有一点要说明一下，在托尔斯泰那个时代，火车的速度其实并不快。

理论教育 2023-10-26

《趣味力学：让亚里士多德头疼的题目解密》

伽利略于1630年奠定了力学的基础。事实上，早在2 000多年以前，亚里士多德就在他的著作《力学问题》中提出了相关问题：我们在木头上放一把斧头，再把一个重物压在斧头上。此时，斧头对木头的破坏作用并不大。在亚里士多德时代，人们对力学的认识十分有限，因此就连像他那么聪明的人，也不知道到底是怎么回事。此外，马刀的挥动幅度也不容忽视。

理论教育 2023-10-26

物体重与下落速度：趣味力学

很明显，速度较快的物体很快就会被另一个物体所阻滞，变慢，另一个物体的下落速度则会变快。于是，我们可以推断出：较重物体的下落速度小于较轻物体。比方说，如果铁球和木球的直径相同，它们下落的速度就应该相等。

理论教育 2023-10-26

常识和力学-趣味力学

“依据我们的常识进行推断，司机也会有一样的想法吗？”也可以说，火车不断向前行驶，目的就是减慢向后方运动的速度。如果司机不想让火车和地球一起旋转，那么火车的速度必须大于或等于2 000千米/小时，即地球旋转的速度。火车匀速行驶时，根本确定不了火车和周围的景象到底哪一个在运动，物质世界的构造决定了这一现象。对于观察者而言，参与到某一物体状态中，并不会对观察物理现象和物体的运动规律产生任何影响。

理论教育 2023-10-26

海底射击：趣味力学，实现可能吗

请问，假设子弹发射出来的速度为270米/秒，会有子弹从这支气枪里发射出来吗？如果水的压力大于枪膛中压缩空气的压力，子弹就会射不出去，反之就能够射出去。通常情况下，一颗子弹的质量大约是7克，因此能让子弹产生加速度的空气压力就是F=ma=7×16 500 000=115 500 000（达因）[1]≈115（牛顿）所以，压缩空气会产生115牛顿的压力。之前我们已经得出，水对子弹产生的压力为418千克，压缩空气产生的压力则为115牛顿。

理论教育 2023-10-26

机车和轮船能量消失去向？趣味力学解答！

许多人惯常性地认为，机车和轮船所有的能量都耗费在维持自身的运动上。事实上，机车仅仅在刚开始的分钟里将所有的能量耗费在维持它自身和整列火车的运动中。众所周知，电车的电力来自发电厂输出的电能。由之前的分析可知，物体的匀速运动不需要力的参与，即这个过程不会消耗一丁点能量。同样，轮船上的动力机械也是为了克服水的阻力。

理论教育 2023-10-26

趣味力学：两个木槌球碰撞引发的速度变化

可是在通常情况下，木槌球的恢复系数小得多，仅为0.5，所以最终的碰撞结果就不一样了。代入上面的式子，可以得出将公式变化，可以得出u2-u1=ev1由此，我们便能精准地对木槌球相撞之后的情形进行描述。撞过去的木槌球将它的速度在两个木槌球之间重新进行了分配，被撞的木槌球得到的速度比撞过来的木槌球的最终速度大。准确来说，这两个木槌球速度的差和撞过来的木槌球原本速度的e倍相等，即u2-u1=ev1。

理论教育 2023-10-26

金属悬垂线的极限长度及其实际限制

一旦超出了这个极限长度，金属丝就会断掉。一条金属悬垂线的长度也是有限的，存在一个无法超越的极限值。例如，一根金属丝的截面积为s平方厘米，它的长度为L千米，每立方厘米金属丝的质量为p克，那么这根金属丝自身的质量就是100 000sLp克。下面是几种常见金属丝的极限长度：铅丝：0.2千米；锌丝：2.1千米；铁丝：7.5千米；钢丝：25千米；在现实生活中，我们根本不可能制作如此长的金属悬垂线，因为这些数值全都是极限值。

理论教育 2023-10-26

弹性物体碰撞：记住这些就够了

对于弹性物体之间的碰撞，记住这些就够了，再就是简单的数学计算。换言之，碰撞的第一个阶段后，它们并不会完全恢复原本的形状。需要指出的是，这两个小球之间的碰撞时间很短，所以本结论是科学的。计算结果显示，如果钢球很大，和行星差不多大，半径为上万千米，然后用1米/秒的速度互相碰撞，那么它们的碰撞就会持续40小时，互相接触部分的半径将是12.5千米，二者之间的压力会达到4万万吨。

理论教育 2023-10-26

火箭重心飞向月球？重力定律失效？揭秘火箭重心之谜

比方说，在火箭飞向月球的整个过程中，只有内力作用在它身上，它的重心却飞到了月球上，这一点显而易见。没错，在火箭飞行之前，重心在地球上，而火箭飞上月球之后，它的重心也跑到了月球上，似乎确实打破了重心运动定律。因此，对整个系统来说，火箭的重心仍然处于火箭起飞之前的位置。

理论教育 2023-10-26

力学中功率的计算方法与单位

通过前面的分析，我们了解到，将一个重量为1千克的物体提高到1米的高度，想要它做的功正好是1公斤·米，并不是一件容易的事。如果忽略了它，计算功时就可能出现严重的错误。在力学中，功率是对发动机工作能力进行度量的物理量。在工程计算中，功率共有两个单位，即瓦特和马力。接下来，我们用例子来说明功率的计算方法。我们首先要计算出让汽车前进的力。

理论教育 2023-10-26