? ? 對一些潛水運(yùn)動愛好者來說,隨時隨地知道自己在水下的深度是很有必要的一件事,因?yàn)檫@關(guān)乎到他們的生命安全。因此某些手表商家動起了心思,在手表上增加了測量水深的功能,方便潛水愛好者們一物多用。但,不知看文章的你有沒有想過,如果在太空中,比如人造地球衛(wèi)星軌道上,這種手表還能測量水深嗎?
? ? 先來梳理下問題:
? ? 假設(shè)在地球衛(wèi)星軌道上有一個太空實(shí)驗(yàn)室,里面模擬了地球表面的一般環(huán)境——當(dāng)然除了重力以外。然后我們在這個實(shí)驗(yàn)室里放置了一顆半徑為1m的水球(因?yàn)槭е氐年P(guān)系,水會變成球狀),再在這個水球的中心放置一塊能夠測量水深的手表,請問:此時這塊手表的水深讀數(shù)是多少?
? ? 然后是備選答案:
? ? A:0米 ? ? ? ?B:1米 ? ? ? ?C:2米 ? ? ? ?D:在0至2米之間不斷變化
? ? 相信很多人會選A,對嗎?但重點(diǎn)是,為什么呢?
? ? 其實(shí)很簡單,這是因?yàn)樗蛞埠?,手表也好,甚至整個太空實(shí)驗(yàn)室,都是在“往下掉”的狀態(tài)。
? ? 先從手表說起。水深測量的原理,簡單說就是手表內(nèi)部有個感應(yīng)元件,可以感受到外部水對它的壓強(qiáng),然后利用不同壓強(qiáng)與水深之間的關(guān)系表,通過換算的方式,得知水的深度。所以要想手表能夠測量水深,那么前提是水必須對手表有壓力。
? ? 再說水球。我們知道,地面上如果有人水平向前扔一塊石頭,那么在重力等的作用下,這塊石頭會掉回到地面上,而且如果這個人用的力氣大一些,石頭向前飛的距離也會遠(yuǎn)一些,但終究會掉下來。那么,假如這個人的力氣足夠大,可以讓石頭一直往前飛呢?沒錯,這塊石頭就會繞地球一周后,砸到這個人的后腦勺(牛頓的思想實(shí)驗(yàn))。

? ? 很眼熟對不對?因?yàn)檫@就是太空實(shí)驗(yàn)室以及人造地球衛(wèi)星們的運(yùn)動方式了。包括它里面的水球等物品在內(nèi),整個太空實(shí)驗(yàn)室其實(shí)一直都處于“往下掉”的狀態(tài)的,只不過同時它往前飛的速度太快了,在它完全掉下來之前要繞著地球飛好多好多圈呢。
? ? 既如此,兩個同樣在“往下掉”的物體之間其實(shí)并沒有產(chǎn)生互相作用的力(不考慮水的浸潤作用等),也就無從談起水對手表的壓力了。故而,太空中的水深測量表,應(yīng)該是沒有讀數(shù)的。

? ? 最后,這個問題其實(shí)還可以拓展一下:這塊浸沒在水球正中心的手表受到了水對它的浮力嗎?如果沒有,請說明理由;如果有,浮力的方向又向哪邊呢?