把一根绳子牢牢地拴在装有半杯水的杯子上,然后按照图12那样,绕着圆圈甩起来。在这种情况下,杯子有时候是倒着的,有时候是斜着的,但是只要转得足够快,不管它转到什么位置,杯子里的水都不会洒出来,水就好像受到什么压力一样,压着杯底。但是,如果杯子脱离了原来的轨道,稍微停留在某个倒立或倾斜的位置,那么很显然,水肯定会洒出来。因此可以说,是快速的旋转运动使得杯子里的水一直压着杯底,不会洒出来。
图12
用一根绳子系着一块石头,然后也让它快速旋转,当速度越来越快时,你有感觉绳子越来越紧绷吗?在确保旁边没有人的情况下,让它旋转得更快一点。当加到一定速度时,你会听到砰的一声,绳子断了,石头也飞出去了。在快速旋转的过程中,石头用力拉着绳子,试图脱离你的手所划的圈,就是这个拉力拉伸了绳子。当拉力足够大时,就会超越绳子的极限,最后绳子就断了。同样,任何绕着某个中心做圆周运动的物体都会受到推力的作用,迫使它脱离它的运动轨迹。这个推力就叫做离心力,会随着物体运动速度的增加而增加。正是这个离心力压住了杯子里的水,所以当杯子转到倾斜或倒着的位置时,水不会洒出来。同样,也是离心力把系在绳子上的石头往外推,最后,当速度太快时,绳子受到的力太大,所以就断了。
离心力会使绕自身转轴转动的球体发生变形:假如球体很软,那么它就可能承受不住外来的压力,球体就会在赤道处膨胀,自然而然地,两极就会变平。我们可以用实验来证明这个结论,但是要找到一个柔软度适合的球体着实很难,不过这个问题是可以克服的,现在我来解释给你们听。把油倒入水中,油会漂在水面上,而倒入酒精中,就会沉下去。这是因为油比水轻,比酒精重。不过如果把水和酒精按照一定的比例混合,那么油就会悬浮在这种混合液体的中间,而如果油的数量够多,它就会变成跟苹果一样大小的完美球体。如图13所示。
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