魔球里的神奇幻覺
在前面的游戲里是不動的游客所產(chǎn)生的錯覺,如果游客所乘坐的座艙是動的,又能看到什么現(xiàn)象呢?那我們就一齊乘坐一下魔球,領(lǐng)略一下它的奇妙的幻覺吧,這如同一場神奇的夢。
為了說明在魔球里的感覺,先討論一下人在旋轉(zhuǎn)平臺上的情形。由于旋轉(zhuǎn)運動,在平臺上的人,受著沿半徑向外的慣性離心力(這個力實際上并不存在,在此為說明問題是想像出來的一種力)和重力作用,其合力的方向是斜向下的,所以人有一種傾斜的感覺。平臺轉(zhuǎn)得越快,這種合成運動就越強(qiáng)烈,也就傾斜得越厲害。
如果旋轉(zhuǎn)著的平臺是一個曲面——拋物面的話,它的表面在一定的速度下處處都跟合力垂直,那么站在平臺上所有位置的人,都會覺得自己仿佛是站在水平的平面上,有趣的是把裝著水的玻璃杯,繞著一個豎直軸很快地旋轉(zhuǎn),杯里的水便呈現(xiàn)這種拋物面。如果用熔化了的蠟代替水,不停地旋轉(zhuǎn)杯子,待蠟完全凝固后的表面便是很精確的拋物面。當(dāng)拋物面旋轉(zhuǎn)起來之后,放在它上面任意位置的小球,都會象位于水平面那樣停在那里,不會滾落下來。
明白了物體在旋轉(zhuǎn)拋物面里所保持的狀態(tài),就很容易理解人在魔球里所發(fā)生的情形了。
魔球的底是一個很大的可以旋轉(zhuǎn)的臺,臺的內(nèi)表面是一個拋物面,臺的下面是轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu),能使臺穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn),為了不使人頭暈,便在臺的外面罩一個不透明的大玻璃球,并使它跟臺同步旋轉(zhuǎn)。這樣臺里的人就感覺不出自己在運動,從而消除了暈眩之感。
當(dāng)魔球轉(zhuǎn)動起來后,你總會覺得不管走到哪里,都象如履平地,你腳下的臺面都成了水平的。如果你從臺的這一邊走向臺的那一邊,你就似乎覺得整個球好象跟一個肥皂泡那樣輕,隨著你身體的挪動,你向哪一邊移,它就向哪一邊倒。使你覺得不管站在什么位置,你腳下的臺面總是水平的。而斜著站在臺面上的其他人,卻奇妙得能緊貼在墻上走。
如果把水潑在這個球的地面上,水就會沿著球的曲面散開來,鋪成薄薄的一層。在球里的人發(fā)現(xiàn)這里的人宛如是站在自己面前的一堵斜墻。這是多么神奇的童話世界,在這里重力的表現(xiàn)似乎失效了。
在空中作高速盤旋的飛行員也會有同樣的感覺。如果他用每小時200公里的速度沿著一個半徑為500米的圓軌道飛行,那么他一定似乎覺得地面傾斜了,變成16°的斜坡。
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