2.惯性导致的离心力

打开一把伞，然后将伞尖朝下（图19），此时转动伞，转动的同时向伞里扔一些类似于纸团、手帕等比较轻且不容易毁坏的物品。这时你会看到一些你平时看不到的事情。这些扔在伞里的东西并不能在伞里面老实待着，你扔进伞里面的东西会沿着某一直线滚上伞边，并沿着这条直线飞出去。

图19

从理论上说，将扔进伞里的东西抛出去的力量应称为“离心力”，物理学上称之为“惯性”。只要物体沿着圆周运动，我们就会发现惯性的存在。这就是日常的一个惯性现象——运动物体保持自己原有的运动方向和速度的趋势。

生活中，我们看到的离心力会比自己感受到的离心力更多一些。你把一个小球拴在一个绳子上，然后用手转动。此时因为有惯性的存在，绳子被拉得很紧。很久以前，人们用的抛石武器就是利用了离心力的工作原理。如果你的手很巧，这个力能帮你完成一个玻璃杯的魔术，杯子的底朝上，但是水却不会洒出来。如果你想要达到这个效果，你就需要把杯子举得很高，然后快速转圈。运用这个原理，可以在自行车上转盘子，将放在离心机中的牛奶里面的奶油分离出来，同样也可以把蜂房里的蜂蜜吸出来，洗衣机的甩干功能也是根据这个原理来工作的。

当你乘的车碰巧开始转弯的时候，你就会发现自己被一股力压向靠外面的车厢壁。如果车速很快，并且外边的轨道比里面的低一些的时候，整个车厢就会倾覆，所以，车厢在弯道处稍微向内倾。这时你会发现，车反而更稳了。

实验是很奇妙的东西，当你研究完一件事后，你会发现其余那些你不懂的谜题也解开了。你拿一个硬纸板，然后将它弯成一个喇叭的样子，当然如果你有一个锥形盆就不需要这个了。这有点儿类似于台灯上的灯罩，如果是玻璃或白铁皮的，就符合我们的要求了。不管你用什么材料，现在都要准备一个，然后沿着边上放入一枚硬币。此时它的运动轨迹是沿着器皿底部画圈，并且还会向内倾斜。如果硬币所转的速度逐渐降下来，它所画的圈也会越来越少，逐步靠近器皿的中心。但只要器皿稍微转动，硬币就会偏离中心，画的圈也越来越大。如果转动的力量足够大，那么它很有可能彻底滚出该器皿。

我们在专业的自行车赛场上设置一些特别的环道（图20）。如果仔细看你可以发现，车手急速转弯的这些特殊的环道，有明显向中心倾斜的趋势。自行车在这样的车道上的倾斜是非常大的，就像你的锥形盆里的硬币一样，它会特别稳。我们总是感觉骑车杂技的表演很迷幻，他们可以在一个陡峭的斜面上画着圈。通过这个实验我们发现，这也不过如此。如果你让车手在平坦的公路上表演转圈骑行，这倒是一门令人叹为观止的艺术。同理，骑马的人在转急弯时也会向内倾斜。

图20

那么，我们接着往宏观的方面联想一下。地球也是一个旋转的物体，那么地球上也应该有离心力。它是怎么表现出来的呢？表现在，因为旋转的原因，地球表面的所有物体都在逐渐变轻。距离赤道越近，在一天之内，地球上所有物体转的圈就会越大，换句话说就是，它们转得越快，失重就会越明显。如果你用弹簧秤称量，你会发现从极地搬到赤道的1千克砝码轻了5克。虽然差别不大，但还是有差异的。如果将机车头从阿尔汉格尔斯克运到敖德萨，那么它的重量会减轻60千克。所以我们可以发现一个规律，那就是东西越重，差距就会越大。一艘从白海航行到黑海的2万吨的海轮，在此会失重80吨。这可不是一个人的重量那么简单，这个重量已经等于一个机车的重量了！

那么为什么会发生这种现象呢？就是因为地球在旋转，它在努力甩掉表面的所有物体，就像旋转的伞把抛进来的纸团甩出去一样。事实上，伞确实会把纸团甩出去，然而地球受到万有引力的作用，它会把所有的东西吸向自己。地球的旋转虽然不可能把东西甩出去，但它可以让它们失重变轻。地球的旋转会让东西变轻的原因就在于此。

还有一个规律，那就是地球转得越快，减轻的重量就会越多。有些科学家计算过，如果地球旋转快17倍，那么赤道上的东西就会失去所有的重量。而如果地球转得更快，比如一个小时转一整圈的话，不单单是赤道地区，就连靠近赤道的国家和海洋里的物体都要彻底失去自身的重量。

完全失去自己的重量要怎么理解呢？也就是平时你看起来很重的东西，例如携带全副装备的军舰、火车头、大石头等，你依靠手的力量就可以将它们拿起来，如果你不小心手滑把它们弄掉了，也不会有什么危险的。因为它们没有任何重量，砸谁也是软绵绵的！有时候它们甚至还飘浮在你手放开的那个位置上。如果你坐在热气球的吊篮里把东西抛出去，它们也许会飘浮在空中而不会下落。这个世界将会多么有趣啊！你可以跳出比最高的建筑和山峰更高的高度，唯一不好的是你跳得上去，但是降不下来，因为你没有重量。

你可以自己想象一下，还有什么是不便的？那就是所有的东西如果不固定就会被风吹跑。人、汽车、动物、马车、轮船都会杂乱无章地在空中飘荡，如果地球自转速度够快的话，那么这一切都有可能发生。