做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，都有摔出去的趨勢(shì)，例如坐轉(zhuǎn)椅或乘汽車(chē)急轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，我們都有這樣的體會(huì)。我們必須緊拉住車(chē)上的扶手得到一個(gè)指向圓心的力才行。

重物在豎直面上做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)候，重力起的作用是防止物體甩出去，就和公共汽車(chē)拐彎時(shí)扶手拉著我們的作用一樣。在重力不夠的時(shí)候，繩子還要幫忙，所以重力再也沒(méi)有"余力"把重物或水從頭頂上拉下來(lái)。

這就是穿梭環(huán)軌飛車(chē)不會(huì)從軌道的頂部掉下來(lái)的原因。一般來(lái)說(shuō)，飛車(chē)的速度越大越安全。如果由于某種原因飛車(chē)的速度不夠大，那就會(huì)發(fā)生問(wèn)題。所以穿梭環(huán)軌飛車(chē)一定要精心設(shè)計(jì)，滑梯和高度，車(chē)輪和軌道之間的摩擦力等都要經(jīng)過(guò)仔細(xì)的計(jì)算。

西紅柿也能變身為飛彈

你相信一個(gè)西紅柿?xí)凶訌椧粯拥耐?

在歐洲的一個(gè)國(guó)家，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)這樣一件趣事：

一個(gè)盜賊在盜竊了一戶人家的財(cái)產(chǎn)之后，駕車(chē)飛奔而去，很多人都參與到了抓捕盜賊的行動(dòng)中，無(wú)奈盜賊的車(chē)速過(guò)快，很多人都被甩在了身后。

眼看著盜賊就要逃之夭夭了，這個(gè)時(shí)候，一件匪夷所思的事情發(fā)生了。盜賊的車(chē)正準(zhǔn)備經(jīng)過(guò)的地方，幾個(gè)少年手中每人拿著一個(gè)西紅柿，正準(zhǔn)備吃，看著盜賊的車(chē)開(kāi)過(guò)來(lái)，他們就用手中的西紅柿扔向盜賊的車(chē)。難以置信地一幕發(fā)生了，西紅柿把車(chē)身砸壞了，西紅柿直接砸到盜賊身上的，造成了嚴(yán)重的外傷，盜賊被這幾個(gè)少年抓住。

這個(gè)理由很簡(jiǎn)單：汽車(chē)本身的速度加上投出的西紅柿的速度，就把這些西紅柿變成了危險(xiǎn)的、有破壞能力的"炮彈"。

用一個(gè)比較簡(jiǎn)單的事例進(jìn)行分析。

兩個(gè)向著相反方向奔跑的人，如果一不小心撞到了一起，會(huì)發(fā)生很?chē)?yán)重的后果，就是這個(gè)道理。

如果一架高速度飛行的飛機(jī)，具備每小時(shí)3000千米的高速度，也就是有了跟炮彈一樣的速度的時(shí)候，每一個(gè)飛行員就都有機(jī)會(huì)碰到方才所說(shuō)的情形。就是在這種飛機(jī)飛行的路上，每一個(gè)落在這架高速飛機(jī)前面的物體，對(duì)于這架飛機(jī)都會(huì)變成有破壞力的炮彈。如果有一個(gè)物體，哪怕是一只小鳥(niǎo)，撞到了這架飛機(jī)上，就等于從機(jī)槍射擊出的子彈一樣：這只小鳥(niǎo)碰到這架飛機(jī)時(shí)候的力量，跟從機(jī)槍里射到飛機(jī)上的子彈一樣。

相反，假如一只飛過(guò)來(lái)的小鳥(niǎo)，在飛機(jī)后面跟飛機(jī)相撞，對(duì)于飛機(jī)是沒(méi)有傷害的。

兩個(gè)物體向相同方向用幾乎相等的速度移動(dòng)，在接觸的時(shí)候是不會(huì)發(fā)生什么撞擊的。

世界各地的西紅柿節(jié)上，很多人用西紅柿亂砸，人會(huì)不會(huì)受傷?受傷的可能性不大，因?yàn)槲骷t柿節(jié)的規(guī)則是西紅柿必須要捏碎了才能扔出去，這樣西紅柿的沖擊力就小了很多，動(dòng)量也削弱了不少。

為什么高爾夫球表面上有很多小坑

表面光滑的高爾夫球一桿只能打出幾十米，而布滿500來(lái)個(gè)圓形或六邊形小坑的"麻臉"高爾夫球卻可以打到200米開(kāi)外。這是怎么回事呢?為什么高爾夫球表面上布滿小坑反而打得更遠(yuǎn)呢?有人說(shuō)這樣空氣阻力會(huì)小，可是一般都是物體表面越粗糙，摩擦阻力越大，空氣和高爾夫球的接觸面布滿小坑，那為什么高爾夫球受到的空氣阻力卻變小呢?

我們知道空氣對(duì)于任何在其中運(yùn)動(dòng)的物體，包括高爾夫球，都會(huì)施加作用力。我們把手伸出行駛中的車(chē)外，可以很容易地說(shuō)明這個(gè)現(xiàn)象。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)，可以把這個(gè)力分成兩部分：阻力和升力。阻力的作用方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，而升力的作用方向則朝上。高爾夫球表面的小凹坑可以減少空氣的阻力，增加球的升力，從而讓高爾夫球飛得更遠(yuǎn)。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，一顆表面平滑的高爾夫球，經(jīng)職業(yè)選手擊出后，飛行距離大約只是表面有凹坑的高爾夫球的一半。

一顆高速飛行的高爾夫球，其前方會(huì)有一高壓區(qū)，空氣流經(jīng)球的前緣再流到后方時(shí)會(huì)與球體分離。同時(shí)，球的后方會(huì)有一個(gè)紊流尾流區(qū)，在此區(qū)域氣流起伏擾動(dòng)，導(dǎo)致后方的壓強(qiáng)小，壓力較低。尾流的范圍會(huì)影響阻力的大小。通常說(shuō)來(lái)，尾流范圍越小，球體后方的壓力就越大，空氣對(duì)球的阻力就越小。小凹坑可使空氣形成一層緊貼球表面的薄薄的紊流邊界層，使得平滑的氣流順著球形多往后走一些，從而減小尾流的范圍。因此，有凹坑的球所受的阻力大約只有平滑圓球的一半。

小凹坑也會(huì)影響高爾夫球的升力。一個(gè)表面不平滑的回旋球，就像飛機(jī)機(jī)翼一樣偏折氣流從而產(chǎn)生升力。球的自旋可使球下方的氣壓比上方高，這種不平衡可以產(chǎn)生往上的推力。高爾夫球的自旋大約提供了一半的升力，另外一半則是來(lái)自小凹坑，它可以提供最佳的升力。大多數(shù)的高爾夫球有300～500個(gè)小凹坑，每個(gè)坑的平均深度約為0.025厘米。阻力及升力對(duì)凹坑的深度很敏感，即使只有0.025厘米這么小的差異，也可以對(duì)軌跡和飛行距離造成很大的影響。小凹坑通常是圓形的，但其他的形狀也可以有極佳的空氣動(dòng)力性能，例如某些公司生產(chǎn)的高爾夫球采用的是六角形。這和飛機(jī)機(jī)翼般偏折氣流以產(chǎn)生升力是一樣的道理。

讓我們來(lái)看看飛機(jī)起飛跟機(jī)翼構(gòu)造的關(guān)系。我們來(lái)看飛機(jī)的機(jī)翼構(gòu)造。原來(lái)，飛機(jī)機(jī)翼的上下兩側(cè)形狀不一樣的，上側(cè)的要凸些，而下側(cè)的則要平些。當(dāng)飛機(jī)滑行時(shí)，機(jī)翼在空氣中移動(dòng)，從相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)看，等于是空氣沿機(jī)翼流動(dòng)。由于機(jī)翼上下側(cè)的形狀是不一樣，在同樣的時(shí)間內(nèi)，機(jī)翼上側(cè)的空氣比下側(cè)的空氣流過(guò)了較多的路程(曲線長(zhǎng)于直線)，也即機(jī)翼上側(cè)的空氣流動(dòng)得比下側(cè)的空氣快。根據(jù)流動(dòng)力學(xué)的原理，當(dāng)飛機(jī)滑動(dòng)時(shí)，機(jī)翼上側(cè)的空氣壓力要小于下側(cè)，這就使飛機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)向上的浮力。當(dāng)飛機(jī)滑行到一定速度時(shí)，這個(gè)浮力就達(dá)到了足以使飛機(jī)飛起來(lái)的力量。于是，飛機(jī)就飛上了天。

抽水馬桶帶來(lái)的大方便

現(xiàn)在，抽水馬桶成為每家每戶的衛(wèi)生間里必不可少的潔具，它為我們的生活帶來(lái)了極大的便利?？墒牵阒绬?，就是這個(gè)不起眼的抽水馬桶，它的發(fā)明可是費(fèi)了不少周折，而且還經(jīng)歷了一個(gè)非常漫長(zhǎng)的過(guò)程呢。

英國(guó)著名的《焦點(diǎn)》雜志曾經(jīng)評(píng)選世界上最偉大的發(fā)明，經(jīng)過(guò)本國(guó)千名讀者和百名最權(quán)威的專(zhuān)家學(xué)者投票，評(píng)出的結(jié)果使人們大跌眼鏡，令人意想不到的是，位居榜首的居然是抽水馬桶。不過(guò)仔細(xì)想想，抽水馬桶確實(shí)是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊豁?xiàng)設(shè)備，如果沒(méi)有它的話，現(xiàn)代人的生活將會(huì)無(wú)法想象。可以說(shuō)，小馬桶改變了大世界。如果沒(méi)有馬桶，人們的生活不知要變成什么樣子。馬桶的發(fā)展史，實(shí)際上就是人類(lèi)社會(huì)文明、干凈和有秩序的歷史。難怪有人說(shuō)，在時(shí)代的今天，人們可以不要汽車(chē)、電冰箱、電腦或電視，但卻離不開(kāi)馬桶。

早在公元前2000年的克里特島，就出現(xiàn)了世界上第一個(gè)馬桶，但直到四百多年，才出現(xiàn)了真正意義上的水沖式馬桶，而城市下水道系統(tǒng)更是僅僅只有150年左右的歷史。在中國(guó)，"馬桶"這個(gè)稱(chēng)謂最早可追溯到北宋時(shí)期歐陽(yáng)修的《歸田錄二》中的"木馬子"。馬桶在較早時(shí)期是制作成馬的形狀的，后來(lái)才改成圓桶形狀，這也是"馬桶"這個(gè)稱(chēng)呼的由來(lái)。

在現(xiàn)代馬桶真正出現(xiàn)之前，人們排泄的地點(diǎn)是隨意的。老百姓們大都將自己的排泄物倒在窗外的街道上，或者"躲到樹(shù)后面"解決個(gè)人問(wèn)題。1843年，維多利亞女王參觀劍橋大學(xué)時(shí)問(wèn)陪同的校長(zhǎng)："那些順流而下的紙張是怎么一回事?"校長(zhǎng)知道那些是手紙，但為了不讓女王難堪，校長(zhǎng)只回答那是禁止在此游泳的告示。不只是平民百姓，就連優(yōu)雅的貴族們也是如此，亨利四世就曾下令禁止貴族在羅浮宮的角落里大小便。

四百多年前，英國(guó)有一位名叫約翰·哈靈頓的教士因故被判處流放。1584～1591年間，他在流放地凱爾斯頓的住房里，將馬桶與儲(chǔ)水池相連，設(shè)計(jì)出了世界上第一個(gè)抽水馬桶。由于他熱愛(ài)文學(xué)，并對(duì)此發(fā)明頗為自豪，因此特地以荷馬史詩(shī)中一位英雄埃杰克斯的名字為它命名。當(dāng)時(shí)，女王伊麗莎白一世抱怨她的里士滿宮殿里未倒空的便器惡臭難聞。1595年，約翰·哈靈頓爵士聽(tīng)到女王的煩惱時(shí)，便決定用自己的這項(xiàng)發(fā)明來(lái)給女王排憂解難。于是，哈靈頓的抽水馬桶終于在里士滿宮殿里安裝起來(lái)了。

此后，哈靈頓還將他的抽水馬桶的設(shè)計(jì)詳細(xì)記錄在《夜壺的蛻變》一書(shū)中，但對(duì)大多數(shù)人而言，抽水馬桶多少顯得有些不切實(shí)際。當(dāng)時(shí)，人們的生活中沒(méi)有任何排污的主管道，也沒(méi)有自來(lái)水，更沒(méi)有多余的閑錢(qián)來(lái)支付管道裝設(shè)費(fèi)用，因此，大多數(shù)人仍然選擇清理倒空便器，或者讓"夜間掏糞人"打掃污物。

18世紀(jì)后期，英國(guó)發(fā)明家約瑟夫·布拉梅改進(jìn)了抽水馬桶的設(shè)計(jì)。他采用了一些構(gòu)件，諸如控制水箱里水流量的三球閥以及保證污水管的臭味不會(huì)讓使用者聞到的U形彎管等。1778年，他取得了這種抽水馬桶的專(zhuān)利權(quán)。

1858夏天，倫敦泰晤士河爆發(fā)了著名的"大惡臭事件"，人們認(rèn)識(shí)到馬桶雖然帶來(lái)了個(gè)人衛(wèi)生，但由于排泄物是順著管道直接排到河流里，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染，就造成了傳染病的流行。由此，人們才開(kāi)始著手建立下水道系統(tǒng)。19世紀(jì)后期，歐洲的各大城市都安裝了排污系統(tǒng)和自來(lái)水管道，抽水馬桶才真正在人們的生活中普及起來(lái)。

馬桶在給人們的生活帶來(lái)諸多便捷的同時(shí)，也引發(fā)了一些爭(zhēng)論，很多人認(rèn)為，由于馬桶的工作原理問(wèn)題，造成大量生活用水的消耗和浪費(fèi)，加劇了水資源的緊張狀態(tài)。這確實(shí)是目前存在的一個(gè)無(wú)法回避的問(wèn)題，等待著聰明的科學(xué)家們進(jìn)一步研究并解決。