“不可能的物体平衡”

“不可能的物体平衡”

物质受引力定律影响，下面这些平衡的绝技似乎对引力定律提出了挑战。

材料：铅笔；叉子；汤匙；水杯；火柴；线绳；土豆。

步骤：

1．通过一支铅笔或钢叉在你的手指上平衡，来找到使物体平衡的感觉。（重心）位于铅笔或钢叉处于水平位置的点上。

2．试着去做本页图中所示的甚至平衡绝技。

话题：力　地球

故事是这样的，一天，当艾萨克·牛顿爵士在他的花园里的时候，一个苹果从树上掉下来，落到他的头上。这位伟大的科学家马上就开始思考是什么原因使苹果落下来，而非常幸运的是头上的太阳、月亮和其他的恒星仍在空中，并没有像苹果一样落下来的迹象，这个问题的答案是重力的作用。物质受地球重力的影响，一个物体的“重量”既包括它的“质量”物质受重力的影响（物质的多少又包括它们受到吸引力的大小）。在月球上，物体与它在地球上的质量相同，但它的重量要比在地球上的小，这是因为月球的吸引力没有地球上的吸引力大，在物体平衡这一现象中，重力起到了作用。

如果所有的物体都没有重量的话，那么保持平衡就不成问题了。为了保持平衡，物体必须面临下面的危险：为了下落，周围必须有重力，使物体有重量（即把它们向下移动），物体的平衡性取决于它的质量的分配，每件物体上都有一个点或者是上方的时候，物体保持平衡，例如：在一个由叉子、汤匙、火柴和玻璃杯组成的装置中，叉子和汤匙的重力中心点在两个手中间的一点上，当叉子和汤匙的重力中心点位于支撑点（火柴搭在玻璃杯边上的位置）的正下方时，火柴上的叉子和汤匙就保持了平衡。

名人堂

牛　顿　万有引力的发现

17世纪早期，以开普勒等天文学家对天体的观察和研究，取得了许多重大成果。开普勒对这些天文观测进行了总结，发现了开普勒三大定律。同时，伴随天文学的发展而出现的关于天体运行的问题也吸引着牛顿。

那时，人们已经能够区分很多力，比如摩擦力、重力、空气阻力、电力和人力等。牛顿首次将这些看似不同的力准确地归结到万有引力的概念里，苹果落地、人有体重、月亮围绕地球转，所有这些现象都是由相同原因引起的。牛顿的万有引力定律简单易懂，涵盖面广。

牛顿出生在英格兰林肯郡的小镇乌尔斯普，他的天才很早就展现出来。1661年，牛顿中学毕业后考入英国剑桥大学三一学院。大学期间，由于在中学打下了良好的数学基础，再加上的自己刻苦钻研，牛顿的学习成绩突飞猛进，深受导师的喜爱，导师也将自己的专长，毫无保留地传授给了牛顿。1665年，牛顿大学毕业，获得学士学位，并留校从事研究工作，从此走上了科学研究的道路。就在这一年秋，伦敦发生了可怕的瘟疫，剑桥大学关门，牛顿回到了家乡。在家乡的18个月，可以说是牛顿一生中最重要的时期，几乎他所有最重要的研究成果就是在这个时期奠定的基础，而牛顿研究苹果落地的故事，也发生在这一时期。

在乡村的日子里，牛顿一直被这样的问题困惑：是什么力量驱使月球围绕地球转？地球围绕太阳转？为什么月球不会掉落到地球上？为什么地球不会掉落到太阳上？坐在姐姐的果园里，牛顿听到熟悉的声音，“咚”的一声，一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下，在地上反弹了一下，静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果，当然第二只和第一只没有什么差别。苹果落地虽没有给牛顿提供答案，但却激发这位年轻的科学家思考一个新问题：苹果会落地，而月球却不会掉落到地球上，苹果和月亮之间存在什么不同呢？

第二天早晨，天气晴朗，牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋，皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球，然后越来越快，最后小球就径直抛出。牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球，这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样，也有两种力量作用于月球，即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力的作用下，苹果才会落到地上。

牛顿认为，重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力，有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术，认为物质之间相互吸引，这使他断言，相互吸引力不但适用于硕大的天体之间，而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。

牛顿发现万有引力的的苹果树

当时人们普遍认为，适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点，它告诉人们，支配自然和宇宙的法则是很简单的，并是一致的，那就是物体间相互作用的一条定律，“任何物体之间都有相互吸引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比”。这就是著名的万有引力。牛顿在1666年的著作中发表了这一震惊世界的伟大发现，而他当时只有24岁。