天才一秒记住【一路小说网】地址:https://www.waynot.net
充气球就是个很典型的例子:气球里面空气的体积比气球的表面积增加得快得多。
这个现象其实就是我们上文说的“立方定律”
的体现,这个定律由物理学家伽利略在1638年提出。
在日常生活中,这种现象普遍存在,物理学、工程学和生物学中也都广泛运用立方定律。
流行小知识:当我在《权力的游戏》里第一次看到保护七国不受异鬼侵犯的冰墙时,我为冰墙的宏伟所震撼:213米高的冰墙啊!
要知道,长城也不过就约7米高而已。
那么,建造出这么高的一面冰墙可能吗?在南极洲、格陵兰岛和加拿大,有很多从附近的冰川上脱落形成的浮冰架,一般厚度为30多米(第一批北极探险家们把这些冰架称作“冰障”
)。
某些体积特别庞大的冰架,如著名的“拉森冰架”
,厚达200到700米。
但即便如此,这座冰架离剧中那么高的冰墙的厚度也差得远了。
所以,如果要建造和剧中一样高的一座冰墙,需要多厚的冰块,才能够支撑起这堵墙的重量呢?阿拉斯加·费尔班克斯大学的物理学家马丁·特拉夫提出了这个问题,他知道,冰有自行融化的自然特性,因此一块冰需要一块宽度为其高度40倍的一个基底作为支撑,在我们讨论的问题中,也就是需要一个8.5千米宽的基底。
就算我们假设这样大的基底真的存在,这样的一座冰墙的坡度也会很小,很容易就能爬上去,要形成剧里的那种陡直的冰墙很困难。
如果这个冰墙真的有这么大的基底,那些异鬼早就抵达临冬城了。
再举个例子,我们人类可不可以大幅度增加我们的体积,变成巨人呢?这个假设不太可能,因为我们的肌肉交叉力量不可能受得了这样的变化,不管肌肉有多少,都只能以平方级增长。
我们的身体大小,一部分取决于身体的密度(由个体基因决定),另一部分取决于体积(呈立方级增长)。
当我们体积增加时,我们的体重也会变大,那么我们就需要更多的力量来支撑自己的体重。
结果就是:巨人最后会自行瓦解,他的骨头会因为无法承受他的自重而断裂。
同理,如果我们把一个蚂蚁的体积变大,我们会发现这只蚂蚁的脚的表面积增长幅度不足以撑起其体重。
电影里的哥斯拉最后也会因为自重过大,身体无法承受而自行瓦解。
这和我们在沙滩上堆砌的沙子城堡最终自行坍塌是一个道理。
但是,海洋哺乳动物,如鲸鱼,体积之所以能这么大是因为水压会抵消一部分自重。
相反,由于立方定律,微型昆虫,如蚂蚁,可以承受比它自身重很多倍的物体,还有跳蚤,可以跳得很高,就是因为它们的力量相对于它们那小得可怜的体积和自重而言,实在是太大了。
科学逸事:漫威电影里的生化科学家、量子物理学家、机器人、人工智能专家以及昆虫学家汉克·皮姆(漫威里的超级英雄都是科学家),做到了在变小和变大之间随意切换。
事实是,虽然他从来都不是我最喜欢的超级英雄(可我喜欢蚂蚁),但我猜测:如果能像蚁人一样缩小自己的身体,你就可以和蚂蚁交流,拥有超级力量(轻而易举撑起比你自己重50倍的物体),还有你的女朋友会是珍妮特·凡·戴因(美国漫威漫画旗下超级英雄黄蜂女),这样也挺不错的。
而当你变成巨人的时候,虽然前文里我们已经分析过,这是不可能的,因为你的肌肉和骨骼在体积呈立方级增长的时候会崩坏。
但是,我们可以发挥想象力,毕竟漫威世界里的物理规律和现实世界的物理规律是不同的。
本章未完,请点击下一章继续阅读!若浏览器显示没有新章节了,请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单,退出阅读模式即可,谢谢!