日记 3113

2021.4.30 星期五 

1.奶奶的悖论 

午饭后稍事休息就该睡觉了，可我却精神饱满毫无睡意。知道奶奶即将催促，我便想出一个问题考她：为什么车的速度要比船快？虽说这是人人皆知的基本常识，但能讲清其中道理的人却不是很多，奶奶也只是知其然而不知其所以然，便朝着书房方向一指说：“去问你爷爷吧，他是学物理的。” 

爷爷常常抱怨奶奶，说她有个“悖论”，认为学了物理专业，就是万能的维修工。当然，像什么与力学、电学、光学相关家具、家电、网络、电路等简单的维修和故障判断，还是基本能够胜任。于是，这几十年就形成了惯例，只要家里有什么东西坏了，无论是水管阀门，还是门窗锁具，甚至抽水马桶，都是他买配件维修。因为奶奶给他戴了一顶“物理系”的高帽子，爷爷听起来就好像是“屋里系”的呢！

2.车船速度

上周讲解了肥皂泡为什么会出现彩色，属于光学范畴，现在问到车船速度，这就要用牛顿定律来解答了。爷爷当然喜欢我勤学好问，而且还试着用启发的方式来回答。首先要我讲出自己的看法，然后进行点评。面对爷爷的反问，我说船在水中航行，车在路地上行驶，前者受到的阻力大，所以速度就慢一些。爷爷虽然没有否定我的答案，但却从力学的角度来讲这两种运动的区别。

3.科普力学

爷爷说，车船之所以能运动，靠的是发动机供应动力，如果两者自身重量一样，获得的动力相同，而且同时做同样的运动，那么他们的速度理应相等。但如果受到的阻力有了差异，速度就会有所不同。汽车在地面行走，主要阻力来自对轮胎的滚动摩擦和空气阻力；轮船在水中航行，除了空气阻力和船身与水的滑动摩擦外，还有水波产生的阻力，而这种滑动摩擦加上水波阻力，通常远大于车辆的滚动摩擦，这就是为什么船比车慢的力学原理。同样可以想象，飞机在空中飞行，仅仅只有空气阻力，速度自然比车船都要快。所以减小摩擦力，往往是提高速度的主要因素。通俗来讲，摩擦力小于动力，物体就可以运动，两力相等时，物体就静止或者做匀速直线运动。

爷爷讲解后留下的痕迹 

听了爷爷的解说，明白了其中的道理，心中的思绪也开始飞扬，突然问他一个新问题：如果摩擦力大于动力，物体会怎样运动呢？爷爷听罢哈哈大笑，说摩擦力是因运动而产生，从这个意义上可分为动摩擦和静摩擦两种，只会小于或等于动力，因为摩擦力的方向与物体运动的方向恰恰相反，所以如果硬说大于动力的话，那性质就变了，不仅不是上面所说的阻力，反倒成了因摩擦产生的动力了呢！