最近两天,我的微信朋友圈被“立扫把”刷屏了,这到底是是怎么一回事呢,我们一起来看看。
此前,不少社交媒体平台上都出现了这样一个帖子:美国宇航局说由于地球受太阳引力的关系,2月10日是对物体的引力最小,一年中唯一可以让扫把站起来的日子。于是引发全网参与“立扫把挑战”。
我们可以看到,图中的扫把确实立起来了,而且看起来立得很稳。为什么呢?
我们一起来看看扫把的受力
我们假设扫把的重量集中在它的重心,根据常识,两个力一抵消,扫把就可以保持静止,也就是保持“立着”这个状态。
【扫把所受的的合力为零,我们称扫把受力平衡,将保持“立着”的静止状态。】
那这和引力又有什么关系呢?
首先,不论是太阳引力还是地球引力,我们要知道引力和什么有关。
上式为万有引力公式,G为万有引力常量。
假设M为地球/太阳的质量,m为扫把的质量,r为两物体间距离。
M变了吗,m变了吗,r呢?
和今天相比,并没有什么不同。
既然地球引力不会变,那太阳引力呢?
我们不妨先进行一个简单的估算
假设一个普通的扫把质量约0.6kg,太阳质量约为2*10^30kg,日地距离约为14960万km(需换算成m计算)
●引力会有多大呢●
答案是:0.003578N(近似值)
而一个鸡蛋大约重0.5N,这个引力的大小大约相当于一根普通的鸡毛的重量。
太阳引力的作用效果就是可以增大作用在扫把身上的竖直方向向上的力,如此看来,影响微乎其微。
因为此次立扫把挑战的风靡,NASA宇航员 Alvin Drew 和科学家 Sarah Noble 公开回应扫把挑战,向人们展示了扫把立住的基本物理学原理其实每天都成立。
“大家有了时间找点有趣的事情做无可厚非,但这也是科普宣传的一个好机会。否则,真的会有人相信只有某一天才能让扫把立起来,就像此前风靡的立鸡蛋挑战一样,其实都是平衡技巧而已。”
——中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学天文学教授苟利军
因此,没有什么只有在某一天可以立起扫把,不过是力的平衡,任意一个物体,找到重心,多试几次,就可以把它立起来。大家掌握了这些简单的原理,是不是一下子就可以识破这个小把戏了呢?
正如苟利军老师所说的那样,科普的目的,就是去除这些看似好玩现象的神秘面纱。
下一期将会告诉大家,如何不费一点力气就能轻松减重。