趣味物理学:续篇
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2.手技

种类多样的手技节目中会出现很多让人匪夷所思的情景,究竟是什么神秘的力量在这些表演的背后起着作用呢?答案是旋转的物体能够维持旋转轴的方向不变的原理。英国的物理学家约翰·培里的著作《旋转的陀螺》是介绍陀螺原理的佳作,我将其中的一节摘录在下面,供读者们欣赏:

曾经,我在伦敦庄严神圣的维多利亚音乐厅,将一些我做过的实验分享给了大家,听众们惬意地品尝着咖啡,叼着大烟斗。我想了一个法子吸引他们的注意力,我跟他们说,怎样才能让被扔出去的圆盘下落到指定的地点,答案就是将圆盘旋转起来。倘若你把自己的帽子扔出去,必须让帽子旋转起来,别人才能拿着手杖接住它。当物体的旋转轴发生改变时,物体的旋转会频繁地出现“抵抗”的现象,这条法则是不容置疑的。随后,我又跟他们说道,将炮弹从抛光的炮膛发射出去,是很难击中目标的,所以,要想让炮弹击中目标,我们必须在炮膛里面刻上螺纹线也就是来复线,如此一来,在火药爆炸产生的推力的作用下,炮弹在滑膛里开始做旋转运动,炮弹的轨迹才会稳定。

当然,从炮口飞出去以后,炮弹并不会停止旋转运动。

硬币在手技者手上也能玩出花样(图27和图28)。

图27 硬币旋转下落

图28 硬币不旋转下落

我在当时,只是随口说了说,原因在于我并没有将手技——掷帽子和耍盘子表演给听众们(图29)。

图29 如果帽子被抛起时仍然沿着自己的轴线旋转,就很好接住

但是,当我说完上面的话后,两个手技演员突然来到了舞台的中央,他们打算表演一些手技。他们决定表演的手技节目,恰好能够准确地证明我之前说的物体旋转的原理,他们开始将帽子、圆环、盘子以及伞等物体旋转起来,然后将它们抛给对方。其中一个演员竟然将几把刀子扔到了空中,然后徒手接住了它们,他的表演完美无瑕。就在不久前,听众们听了我讲解的关于旋转物体的现象的解释,他们知道了这其中的奥秘,激动地欢呼雀跃。他们心里明白,这位手技表演者精准地徒手接住每一把下落的刀子的原因,是他在抛出刀的一瞬间,让它旋转了起来。他在表演的时候,我也没有注意到这一点,不过,登台表演绝活的手技演员用真实的例子证明了我之前阐述的关于旋转的陀螺的 原理。