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金属链自由下落时,为什么会有上升的奇特现象?

上传时间:2015-12-12 11:02  来源:十万个为什么  手机版

 

金属链自由下落时,为什么会有上升的奇特现象?

物体在重力的作用下会下落,这既是一个客观规律,也是一种物理现象。然而,近期英国广播公司(BBC)科学节目主持人Steve Mould传到YouTube上的一段喷泉链视频展示金属链重力使得金属链下落,而金属链自身使其上升,吸引了极大的关注。

奇异的“喷泉链”现象——烧杯中有一条长50米由小金属球串联而成的金属链,研究者拿起金属链的一端然后使其向下坠落,其运动过程并不是直接下落而是先向上“冲刺”一段距离,而后才下落。对于这一异常现象,一种解释是:金属链的运动速度非常快,所以无法立刻改变运动方向。相反,它只能继续保持向上运动一段距离,缓慢地改变运动方向,以弯曲的路线下坠。

当两位剑桥大学物理学家尝试写出一个数学方程式解释该现象时,他们发现Mould凭个人感觉作出的解释是错误的。数学知识告诉人们,这条金属链绝无“转向”问题,即便是在最陡峭的墙角也是一样,因此两位科学家只得为这一奇异现象寻找另一个真正的解释——通过微积分的方法,他们发现该现象的成因并非源于惯性、动量或重力,而是来自位于烧杯内的向上推动力。

也可以这么说,重力使得金属链下落,而金属链自身使其上升,正是这样的相互作用力形成了这一奇异现象。近日,两位物理学家将他们的研究模型在线发表在《皇家学会学报A》上。不过该模型没有解释是什么导致金属链顶端在运动过程中出现扭曲和摆动,而Mould认为这是由于金属链在运动过程中碰撞烧杯口造成的。