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一只蚊子飞进空瓶里,瓶子会变重吗?

来源:中国科普网 2021-12-30 20:08:49
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如果一只蚊子飞进一个空瓶里,蚊子悬空不碰壁,你觉得瓶子会变重吗?

虽然蚊子飞进去没增加瓶子这个物体本身的质量,但如果把瓶子放在非常灵敏的天平或者电子秤上,就可以验证:瓶子的重量是会改变的。

因为瓶中的蚊子,为了克服重力以至于不掉下来,就必须要不停地扇动翅膀,以获得一个向上的升力。在得到这个升力的同时,它附近的空气因为被翅膀向下扇动,从而有向下流动的趋势。如果瓶盖完全盖上了,那么流动的空气就会持续撞击瓶子的底部,这就相当于给瓶子施加了一个力,瓶子的重量当然会改变。

或者换个角度,如果瓶子是密封的,那么可以把瓶子、瓶内空气和蚊子看作一个整体,如果蚊子平稳悬空在某一个位置上,那么瓶内这个系统就处在一个平衡状态,此时瓶子的总质量应该=瓶子+空气+蚊子,相当于蚊子的“体重”通过瓶内的空气传递给了瓶底。所以和空瓶相比,有蚊子时的质量自然会变大。

总结一下就是:会的!

怎么样,问题神奇不神奇?好玩不好玩?有趣不有趣?我还能让你更有趣!

怎么更有趣?来看看下面这些「神问题」,一定够有趣:

既然力是相互的,但为什么打空气一拳,却没觉得被空气反打呢?

特效抠图背景为什么要用绿幕,而不用黑幕呢?

如果一只蚂蚁被飞机带到万米高空,掉下来会摔死吗?

电脑用黑色的壁纸会比白色的更省电吗?

……

怎么样,问题是不是够有趣?那这些有趣问题的答案是什么呢,一起来看下,会更有趣!

NO.1

你打空气一拳,空气为什么不反打你?

众所周知,力的作用是相互的,如果你打墙一拳,那么墙也一定会还你一拳。按照这个定理,如果你打空气一拳,按理说空气也会还你一个相同的力,你也应该被锤一拳啊,但为什么你却感觉不到空气打你呢?

难道说空气太温柔,返还的力度像棉花?

这是玩笑了,那难道是因为空气是流体?

但水同样是流体,那为什么水却能打出耳光的效果呢?

虽然都是流体,但是水的密度比空气大得多,所以空气的力度比水小很多。而且我们平时向空气挥拳的时候,力度是很小的,如果把拳头换成火箭,火箭以超大推力冲向云霄(打空气)时,火箭就会获得来自空气的巨大阻力,这其实就是空气在打火箭。

虽然不是火箭,但如果你足够努力,大概也可以体会被空气打的滋味。

因为人在打空气的时候,实质上是让空气整体上获得与手相同的速度(因为手太重了,空气分子撞上拳头会弹回)。所以,只要出拳的速度足够快,就能感觉在被空气打。这种情况下,被打之外也有好处,就是当你足够快时,被打的空气也会因为获得了更高的速度而更具威力,这似乎就是传说中的天马流星拳的原理。

如果你想尝尝被空气打的滋味,加倍苦练也说不一定就能了,但话说回来,想被打应该也不用那么努力吧……

NO.2

特效抠图为什么要用绿幕?

如今的很多大片的特效,当然还有不少烂片,都会用到抠图,正常情况下都会使用绿幕作为背景,为什么不用黑幕呢?难道因为黑幕了会被骂(bushi。

| 如著名的美学电影《布达佩斯大饭店》,粉色的大饭店就是在绿幕中抠像完成的

其实,特效选用的背景需求是纯色,纯度越高、背景越均匀越好,因此从理论上来说,赤橙黄绿蓝靛紫任何一种颜色都是可以作为背景色的,只要抠像没有相近的颜色就好。

但现时摄像机感光芯片采集的色彩是红、蓝、绿三原色,而红色服饰的演员和物体太常见,所以蓝绿两色常作为抠像背景色,又由于绿色感光点较多,可采集的信息量也最大,因此绿色被广泛应用于特效拍摄。

NO.3

一只蚂蚁被飞机带到万米高空,掉下来会摔死吗?

先来单独分析下高空坠落的蚂蚁所受的重力,如果重力加速度取值 9.8m/s²,蚂蚁从万米高空掉落到海平面的位置大概需要 45秒,那么最终蚂蚁坠落的速度为 441m/s,如果以这个速度落地,那蚂蚁必死无疑。

但是,除了重力外,蚂蚁还会受到空气阻力和浮力。科学研究表明,物体的下落速度越快,它所受到的空气阻力也就越大。此外,物体所受到的空气阻力还与它的迎风面大小有关。

蚂蚁的迎风面在 20mm²左右,下落时受到的阻力比雨滴所受到的阻力还要大一点。一只蚂蚁的质量如果按 0.05g算,根据重力计算公式G =mg 计算可知,一只蚂蚁大约会受到 0.00049N(1N的力大约相当于0.1KG的重量)的重力作用。

当蚂蚁达到一定速度时,它所受到的阻力就会与重力保持平衡,这时蚂蚁的速度就不会再继续增加了。最终,蚂蚁掉落时的速度大约为 6.4km/h。由于蚂蚁的质量小,撞击地面时的动能仅为 0.00008焦耳左右,同时蚂蚁具有外骨骼和强韧的肌肉,可以承受很大的冲击力,因此这么小的撞击能量对蚂蚁产生不了任何危害。

所以,蚂蚁如果从飞机上掉下来,大概只是来了一个高空跳伞式的娱乐项目罢了。

谁能告诉我这些问题的答案啊!!

其实像上面这些有趣问题,经常会从脑子里冒出来,你肯定也好奇过下面这些问题:

笔芯后面为什么有一段黄色不明物?

为什么没信号的地方还能打急救电话?

透过玻璃晒太阳,还会被晒黑吗?

可不可以通过释放大量臭氧来修补臭氧层空洞?

彩虹为什么是弯的,有直的彩虹吗?

……

这些问题,有的是探究生活中常见现象背后的原因,有的是大开脑洞的想象,但都是源于对世界的好奇。

当然,虽然这些好奇心无处不在,但要满足好奇心似乎有点困难。

比如如果你问家长:「为什么在油炸食物时食物的外表会变成金黄色呢?为什么变成金黄色就代表食物熟了呢?」家长可能会告诉哪儿来的那么多为什么,告诉你熟了就熟了。但真相可能是家长也想知道答案,只是小时候就是这么被回答的,所以等变成家长,也只能这么回答孩子。

再比如,当你问老师:「闪电为什么不是直的?光速是怎么计算出来的?如果在银河系迷路了怎么办?」老师可能会问你考试内容复习完了吗?

尽管这些好奇心蕴含着对生活的热爱和无限的可能,但可能因为各种现实原因,而逐渐变成「三不管」问题,即「家长不会、考试不考、老师不教」。

但是真的好好奇怎么办啊?有没有一本答案之书啊?

有的!

《物理君大冒险》就是一本答案之书!一本藏着无数好奇心的答案之书。

《物理君大冒险》是网红研究所「中科院物理所」的新书,书中收录了226个「三不管」问题,可以说是一本好奇心辞典,一本回答有趣脑洞之书。

下面,就一起来认识下这本答案之书吧。

物理君在冒什么险?

故事是这样开始的:物理所的物理君深夜做完实验后,路过M楼时,突然听到井盖处有小猫的叫声,循声过去却被一股神秘力量拉进了井中……

醒来后,物理君发现自己穿越了!他到了一座悬浮在太空的岛上,要想回到现实世界,他必须经过岛上的8个地点、8道关卡,到达悟理学院才能找到方法。

要闯过这些关卡,物理君必须回答各个关卡负责人提出的问题,只有全部回答正确才能继续向前。

这些问题包括了居家、饮食、交通工具等与生活息息相关的事情,每个回答都是一个好玩的知识点。

| 目录页,涉及8个场景,7个交通工具和各种好玩的知识

最终,物理君和拉他穿越的薛小喵经历了8个关卡、回答了200多个问题,经历了一场有趣的冒险。

至于物理君最后能不能闯关成功,以及会去到哪里,那就是《物理君大冒险》才能回答的问题了。

中科院物理所是什么?

物理君所属的中科院物理所,是一所成立于1928年、以物理学基础研究与应用基础研究为主的多学科、综合性研究机构。

它也是全网拥有将近800万粉丝的科普大V,虽然是物理所但是科普的内容绝不仅限于物理,按照官方的说法就是:物理所还能学物理!

物理所和《物理君大冒险》中的薛小喵,因在井盖上作画科普而登上过央视新闻

一方面,因为物理涉及的范围很广阔,所以在物理所的科普中能看到各个方面的知识;同时,物理所也是做有趣科普的,所以内容并不只局限于物理。就像在《物理君大冒险》中,就涉及多个方面的知识,是对各种生活现象的解释和各种奇葩脑洞的回答,比如:

既然摩擦可以起电,那可以用摩擦来制造发电机吗?

为什么有的人照镜子老觉得比照片丑?

田螺怎么做才能最容易吸出来?

手机中的信息是如何被删除的?

……

总之,不管是生活中常见现象的科普还是回答各种脑洞,物理所都很在行。

物理所之前出的同系列的书籍——《1分钟物理》就广受读者欢迎,延续有趣科普问答的《物理君大冒险》也一定不会让你失望!

同系列前两辑《1分钟物理》

好多有趣的附加品,都想要啊!

在《物理君大冒险》中,不止物理科普、也不止大开脑洞,还有百余幅形象漫画插图,包含物理原理说明图、物理君形象图、情景漫画。插图采用双色印刷,让你一秒就能get各种原理和各个有趣情节!

为什么牙膏的泡沫会在水面上散开的插图解释

此外,还附赠了「物理君冒险地图」&「物理君卡通课程表」。

最后,首印时还有3款鼠标垫随机附赠。

温馨提示:鼠标垫数量有限且仅限首印时赠送,送完即止,所以想要的朋友们要抓紧机会,赶快!

另外,在当当购买还会赠送独家贴纸哦,鼠标和贴纸都数量有限,赠完即止,大家要抓紧时间喔!

还有同样有趣的名人和你一起冒险

《物理君大冒险》不仅有权威的写作者,也得到了同样权威学者的推荐。

知名物理科普博主「不刷题的吴姥姥」说到:

无处不在的物理,让生活变成了激动人心的冒险。物理不只是课本和考题,希望你能在这本书中和「物理君」一起发现研究物理的乐趣和意义!

知名物理教师李永乐老师推荐到:

中科院物理所的「灵魂问答」又来啦!这些提问都来自对世界充满好奇心的人,其中一定也有你「问在心头口难开」的问题。跟着「物理君」一起开启物理冒险之旅吧,你会在其中发现更多万物的奥秘。

其实,这些对普遍现象原因的探寻和突然的脑洞,都是对世界保有好奇心的体现。也不管是青少年,还是成年人,都需要一颗对万事万物的好奇心,它不止是有趣,还是一种对生活的热爱。

法郎士曾说:好奇心造就科学家和诗人。但我觉得好奇心影响的不止是这两类人,而是影响每一个人,虽然不是每一个人看到鸟都能想到模仿制造飞机,但是如果一个人没有了好奇心,那么他对世界也就失去了极大的热情。

那么,就让「物理君」来满足你的好奇心、帮你解决那些「三不管」问题,带你一起继续热爱生活吧!当然,也不仅是有趣,说不定哪天你的好奇心就让你制造出自己的飞机了呢!

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