請允許我向天空傾瀉一杯飲品

你一直在與慣性作鬥爭,而且通常是慣性獲勝。有時,當你駕車轉彎時,它會把咖啡灑到你的腿上。有時,在嘉年華上,它會把你扔到牆上,讓你自娛自樂。

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點。


你一直在與慣性作鬥爭,而且通常是慣性獲勝。有時,當你駕車轉彎時,它會把咖啡灑到你的腿上。有時,在嘉年華上,它會把你扔到牆上,讓你自娛自樂。有時,與慣性的鬥爭讓你能夠對抗地心引力,拍出真正值得稱讚的“浪尖”照片。

在上面這張未署名的*照片中,兩名男子擺姿勢,向攝影師(希望攝影師不是飛行員)展示一些令人驚歎的物理學原理。站在前面的人像我們在地面上一樣往杯子裡倒水,只是他的腳下沒有地面。他直接向上方和天空傾倒水。這樣的照片是如何可能的?

正如我上面所說,你一直在與慣性作鬥爭,因此你可能憑直覺就能意識到這張照片是如何成為可能的。回想一下,當你開車速度有點快,要過一個彎道的時候。記住過彎時,你被壓在駕駛員側的車門或換擋桿上。這是你關於慣性如何工作的速成課程(嗯哼)。在過彎之前,你和汽車都以相同的速度朝相同的方向行駛。在轉彎時,你的身體處於運動狀態,並想保持運動狀態。汽車在轉彎過程中改變了方向,但你的身體“想要”繼續朝轉彎前的方向前進。被壓在車門上是這種方向差異的結果。嚴格來說,你不是被壓在門上,而是門擋住了你的身體。


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對抗慣性不一定非得是一種麻煩事或嘉年華遊樂設施,它是一種創造具有人工重力的空間站的可行方法,就像最近的科幻電影《極樂空間》中那樣

回到照片,對抗慣性的另一種方法是沿圓形路徑運動。沿圓形路徑運動的物體會體驗到朝向圓心的向內加速度和遠離中心的力——向心力。這意味著照片中瓶子裡的水(假設飛機正在進行某種特技旋轉或桶滾)在機動過程中會被壓到飛機底部。事實上,在翻滾過程中,倒出水的唯一方法是朝向天空!

當然,要完成這個小小的物理特技,飛機必須以某種持續的圓形路徑飛行;《壯志凌雲》式的機動動作會搞得一團糟。

照片中,從旋轉中心向外移動的不僅僅是水,還有人的血液。在拍攝上述照片時,飛機旋轉產生的離心力將血液推向了男子的腳部。這對他們來說可能不是問題,但更劇烈的旋轉會使其成為一個嚴重的問題。以驚人速度飛行的戰鬥機飛行員在進行急轉彎或曲線飛行時,必須穿上特殊的抗荷服,否則會有大量血液湧入他們的腳部,導致他們昏厥。

我不知道我們如何拍攝到有人在空中雜技表演中血液被離心力向上推向天空的照片,但我肯定很想看看。

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*圖片來源:

除了這張照片被匿名歸功於Facebook上的某個匿名人士之外,我無法找到圖片的來源。有人知道嗎?

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Kyle Hill是一位科學傳播者,專門研究在您最喜歡的粉絲圈中尋找隱藏的科學。他擁有威斯康星州密爾沃基市馬凱特大學的環境工程學士學位和傳播研究碩士學位(專注於科學、健康和環境)。
除了共同主持半島電視臺美國頻道的科學節目TechKnow之外,Hill還是一位自由撰稿人,曾為《連線》、《自然教育》、《大眾科學》、《Slate》、《io9》、《鸚鵡螺》撰稿,並且是《懷疑探索者》的專欄作家。他管理著《自然教育》的學生之聲部落格,並且是詹姆斯·蘭迪教育基金會的研究員。電子郵件:sciencebasedlife@gmail.com

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