第2章 重力和重量·杠桿·壓力（8-14）

2.8　物體落下時候的重量

　　你可曾有過這樣的經驗，比方說坐電梯在開始下落的時候有一種恐懼的感覺？你會有一種仿佛向無底深淵跌下去的不尋常的輕飄飄的感覺。這實際上就是失掉了重量的感覺：在電梯開動的最初一瞬間，當你腳底下的電梯地板已經落了下去，而你卻還沒有來得及產生同樣速度的那一瞬間，你的身體幾乎沒有壓在地板上，因而你的體重也就會非常小。這一瞬間過去以后，你的這個恐懼的感覺停止了，這時候你的身體要用比勻速下落的電梯更快的速度落下去，就對電梯的地板施加壓力，因此又恢復了原有的體重。

　　試把一個砝碼掛在一只彈簧秤的鉤子上，使彈簧秤連同砝碼很快地落下去，注意秤上指示的數值（為了觀察方便，可以把一小塊軟木嵌到彈簧秤的縫里，來注意軟木的位置變化）。你會看到，在砝碼和秤一同落下的時間里，彈簧秤所指示的并不是砝碼的全部重量，而只是很小一部分的重量！假如掛著砝碼的彈簧秤從高的地方自由落下，而你有辦法在落下的路上觀察秤所指示的數值的話，你會發現，這個砝碼在自由落下的時候竟是一些重量也沒有，彈簧秤所指示的數值是0。

　　即使是最沉重的物體，當它向下跌落的時候，也會變成仿佛完全沒有了重量。這一點也不難解釋明白。什么叫做“重量”呢？重量就是物體對它的懸掛點所施的下拉力或者對它的支點所施的壓力。但是，自由落下的物體對彈簧秤并不施加任何下拉力，因為彈簧秤也跟著一同落下。當物體自由落下的時候，它既沒有拉著什么東西，也沒有壓著什么東西。因此，如果有人問這個物體在落下的路上重量有多少，就等于問在它沒有重量的時候重量有多少。

　　還在十七世紀，奠定力學基礎的伽利略就曾經寫道：

　　我們感覺到肩頭上有重荷，是在我們不讓這個重物落下的時候，但是，假如我們跟我們肩上的重物一起用同樣的速度向下運動，那么這個重物怎么還會壓到我們呢？這情形就跟我們想用手里的長矛①刺殺一個人，而這個人卻在跟我們一起用同樣的速度奔跑的情形一樣。

　　下面一個簡單的實驗，清楚地證明了這種看法的正確。

　　把一只夾碎胡桃用的鐵鉗放到天平的一只盤上，這只鉗的一只“腳”平放在盤面上，另一只腳用細線掛在天平的掛鉤上。天平的另一只盤上放砝碼，使兩邊恰好達到平衡。現在，用一根燃著的火柴把細線燒斷，于是，原來掛在鉤上的一只腳就落到盤上來。

　　請想想看，當這只腳落下的一瞬間，天平會起一些什么變動？在這只腳還在繼續落下的這一瞬間，放著鉗子的這只天平盤會向下沉呢，還是向上升呢，還是停留在原地不動？

　　對于這個問題，你現在既然已經知道自由落下的物體沒有重量，就可以先提出正確的答案來：這只盤在這一瞬間一定會向上升起。

　　果然，原來掛起的那只腳，在落下的時候，雖然跟下面那只腳連在一起，但是它對下面一只腳所施的壓力，到底比它在固定不動的時候小。鉗子的重量在這一瞬間要減少些，因此天平盤就要在這一瞬間升起一下（羅森堡實驗）。

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