話說(shuō)昨天晚上都23點(diǎn)多了，我實(shí)在已經(jīng)困得不行了，楠楠的爸爸神經(jīng)粗大，認(rèn)為他精力無(wú)限，我也是可以晚上不睡覺的。于是給我發(fā)來(lái)這么一個(gè)圖：
然后，又聽見微信在響，看見他又給發(fā)來(lái)一個(gè)條件，才知道人家是在研究物理問(wèn)題，真是以己之心度人之腹呀，真不應(yīng)該，嗯，真不應(yīng)該，咳咳咳：同樣的杯子和自來(lái)水（液面高度一樣），乒乓球和鐵球體積一樣。不計(jì)算乒乓球自身重量和線的重量和體積。我的這個(gè)心呀，真是服了，他這么熱愛學(xué)習(xí)嗎，學(xué)習(xí)物理學(xué)學(xué)到深夜了？
我：這個(gè)問(wèn)題，莫著急馬上得到答案，睡不著想一想蠻不錯(cuò)。我要去睡覺了。我：友情提示一下：可以動(dòng)態(tài)的考慮一下這個(gè)問(wèn)題。蠻有意思的。經(jīng)過(guò)了一天了，不知道楠爸有沒有想明白這個(gè)問(wèn)題，我也問(wèn)了其他的人，得到的回答卻又有了不同，楠爸認(rèn)為這兩邊是一樣的，其他人呢，當(dāng)然就是還有兩種選擇了，第一：鐵球那邊沉；第二乒乓球那邊沉。
楠爸的理由是：兩邊的物體受到的浮力一樣，所以，兩邊的天平還是保持平衡。
其他的兩種理由：1:乒乓球受到了一個(gè)向上的浮力，帶動(dòng)了杯子向上，所以，變輕了，所以，鐵球那邊沉下去了；2:乒乓球那邊沉下去了，因?yàn)殍F球被上面吊著呢，根本沒有壓到天平。而乒乓球至少還在水里浸著呢。不知道看這篇文章的你，會(huì)得出什么樣的結(jié)論呢。
無(wú)論得到什么樣子的結(jié)論，這里有一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題，那就是關(guān)于物理直覺的問(wèn)題。
總是聽說(shuō)什么數(shù)學(xué)直覺，因?yàn)椴簧偃苏J(rèn)為數(shù)學(xué)是一個(gè)抽像的學(xué)問(wèn)，不容易建立起直覺來(lái)。不過(guò)物理直覺根本不需要建立它就有了，比如，火燒到痛、針扎著疼、夏天熱、冬天冷……，這些都是不需要多加考慮，這不就是直覺嗎，是的，這些是很簡(jiǎn)單的物理直覺。不過(guò)，為什么像這樣的題，像楠爸這樣的高級(jí)白領(lǐng)，受過(guò)高等教育，而且還是學(xué)的是理工科，卻還是不能夠得到正確的答案呢？
就是得到了正確的答案，卻無(wú)法說(shuō)出正確的理由來(lái)呢。這就是因?yàn)?，?jiǎn)單的物理直覺可以通過(guò)體驗(yàn)建立起來(lái)，不過(guò)，要是稍微復(fù)雜一點(diǎn)的問(wèn)題，需要綜合考慮的時(shí)候，就分析不清晰了。特別像這個(gè)問(wèn)題一樣，要是去做實(shí)驗(yàn)，其實(shí)也是容易得到答案的，不過(guò)，人家卻只是給你這么一個(gè)圖。就要讓你給出答案，這就有一些為難人了。要是在大街上被人拿著個(gè)話筒，再對(duì)著一個(gè)攝像機(jī)，嗯嗯，可能就更不容易一下子回答出來(lái)了。
這樣，我就用這個(gè)例子來(lái)舉一下例子，看怎么樣的思考法，才算是物理直覺用在這個(gè)問(wèn)題上面了。先看，乒乓球這邊，人家都已經(jīng)告訴了，不計(jì)乒乓球的質(zhì)量和線的質(zhì)量了，那么好吧，咱們這樣的思考：?jiǎn)为?dú)來(lái)量乒乓球這邊，假設(shè)我們用的是一個(gè)電子稱，先把這些水裝杯子里，再把乒乓球和線丟進(jìn)去，因?yàn)檫@兩者沒有質(zhì)量，電子稱應(yīng)該顯示的是，杯子加水的質(zhì)量（稱出來(lái)是重量）。
然后，我們把水倒出來(lái)，把線用沒有質(zhì)量的膠水粘在杯底，再把乒乓球粘在線的另一端，線要短一些，保證水倒進(jìn)去的時(shí)候，球不能夠露出來(lái)。那么在沒有倒水之前，由于球、線、膠水沒有質(zhì)量，所以，電子稱稱出來(lái)的就只有杯子的質(zhì)量了。這時(shí)，我們向杯子里倒入那些水，一開始，乒乓球是浮在水面的，那么，電子稱，稱出來(lái)的就是杯子的質(zhì)量加上水的質(zhì)量。接著，問(wèn)題就來(lái)了，當(dāng)水面高于線的高度的時(shí)候，乒乓球就有一部分在水里了，這個(gè)時(shí)候，它就會(huì)受到水向上的一個(gè)浮力，而這個(gè)浮力會(huì)拉著杯子向上。嘿嘿，是不是感覺有一些妙呀。我其實(shí)和得出這個(gè)結(jié)論的人講呀，這就好比，自己要拉著自己的頭發(fā)把自己提起來(lái)一樣，看著好像也不是不可以，現(xiàn)實(shí)卻是不可以。也許你會(huì)講，明明別人提著你的頭發(fā)，能夠把你提起來(lái)呀，為啥自己提自己就不成了呢？
原因就是因?yàn)?，乒乓球是把杯子向上提，但是，杯子呢，它同樣在把乒乓球向下拉，這是一對(duì)平衡力。這一對(duì)力不表現(xiàn)在對(duì)電子稱的稱量上面。
這就好比一個(gè)胖子，他在稱體重的時(shí)候吧，用手向上可勁兒提自己的頭發(fā)，嘿嘿，無(wú)論你是不是胖子，你也可以用自己家的電子稱試一下，要是電子稱不太靈，就勁兒加大一些。嘿嘿，要是頭發(fā)不長(zhǎng)，就提自己的耳朵也是可以的。同時(shí)，要是讓旁邊的人幫助一下，來(lái)提自己的頭發(fā)，或者耳朵一定會(huì)取得你想要的結(jié)果的。不知道，我講明白沒有呢。也就是，當(dāng)把水倒進(jìn)去的時(shí)候，雖然水中間空了一塊，卻不會(huì)影響電子稱稱出來(lái)的質(zhì)量。
也許有抬杠的（其實(shí)也不算抬杠了，氫氣球就是這個(gè)原理）說(shuō)，不對(duì)呀，它的整體體積變大了，考慮空氣浮力的話……，是的它變輕了。但是，我還真沒有的見到過(guò)這么靈敏的稱，我相信，你也同樣不容易見到的，所以，就不用考慮這個(gè)因素吧。
再來(lái)考慮一個(gè)好玩的想法，這個(gè)時(shí)候，你把裝有乒乓球和水的杯子放進(jìn)冰箱里，把它們都凍成冰，拿出來(lái)的時(shí)候，你就可以把冰和球整個(gè)兒取出來(lái)，然后，把杯子和它一起稱，是不是就能夠理解，杯子質(zhì)量沒有變，而冰中間有一個(gè)沒有質(zhì)量的乒乓球，也不會(huì)改變它的質(zhì)量吧。
嗯嗯，這下子，有沒有想明白，其實(shí)把乒乓球無(wú)論用線系在水中間，還是漂在水面，只要它沒有質(zhì)量，其實(shí)它都不影響水加杯子的質(zhì)量的呢。
在想明白這邊之后，我們來(lái)考慮另一邊好吧。
鐵球這邊呢，我們用另一種方式來(lái)思考它。那就是，我可以把鐵球做成空心的，讓它的密度剛好與水的密度一樣。這要是真正的做起來(lái)，還真不容易，不過(guò)好在，我們是用思想來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的，所以，就很簡(jiǎn)單咯。好吧，我們先不要放入鐵球。而是先稱水和杯子的質(zhì)量，當(dāng)然它一開始是和另一邊的一樣的。這個(gè)時(shí)候呢，我們把鐵球放入水里，認(rèn)真想哦，由于它的密度是和水一樣的，那么它進(jìn)入水里之后，它所受到的浮力就與它所受到的重力是一樣的，這個(gè)時(shí)候，索在它上面的繩子，當(dāng)然就沒有拉力了。要是這一點(diǎn)想不明白，就當(dāng)看了個(gè)笑話吧，的確有看不明白這段文字的人。
看到這里，你就會(huì)突然發(fā)現(xiàn)，其實(shí)鐵球這邊相當(dāng)于加了一個(gè)鐵球體積大小的水的質(zhì)量。有明白這樣理解的方式嗎？
這個(gè)時(shí)候，你再用你的大腦增加鐵球的密度，無(wú)非就只是增加了它的重力，這多出來(lái)的重力，就變成了繩子的拉力。楠爸就在這里出現(xiàn)了問(wèn)題，他認(rèn)為鐵球被吊住的，對(duì)水沒有什么作用呀。嗯寫得有一些長(zhǎng)了，不過(guò)呢，對(duì)于把一個(gè)事情講明白來(lái)講，這可能還是不夠的，因?yàn)?，從?lái)不這樣考慮問(wèn)題的人來(lái)講，也許越講越糊涂。不對(duì)，你要是能夠靜下心來(lái)，認(rèn)真的去看我講的思考物理學(xué)的方法，也許你就能夠慢慢的去這樣觀察身邊的世界。
現(xiàn)在的家長(zhǎng)對(duì)于輔導(dǎo)作業(yè)，總是吼得很大聲，不過(guò)大多數(shù)這樣的大聲來(lái)源于他們的自信，這樣的自信，隨著孩子的成長(zhǎng)，可能到在小學(xué)的高年級(jí)就不再吼了，到了初中吼的就太少了。要是你學(xué)會(huì)了這樣的觀察與思考世界，也許可以吼到高中也說(shuō)不定呢。哈哈。
打麻將、刷劇、喝酒、看肥皂劇它不香嗎，看著兩鬢斑白的我，這孩子真是操碎了心。
|
