2.慣性導致的離心力

打開一把傘，然后將傘尖朝下（圖19），此時轉動傘，轉動的同時向傘里扔一些類似于紙團、手帕等比較輕且不容易毀壞的物品。這時你會看到一些你平時看不到的事情。這些扔在傘里的東西并不能在傘里面老實待著，你扔進傘里面的東西會沿著某一直線滾上傘邊，并沿著這條直線飛出去。

從理論上說，將扔進傘里的東西拋出去的力量應稱為“離心力”，物理學上稱之為“慣性”。只要物體沿著圓周運動，我們就會發現慣性的存在。這就是日常的一個慣性現象——運動物體保持自己原有的運動方向和速度的趨勢。

生活中，我們看到的離心力會比自己感受到的離心力更多一些。你把一個小球拴在一個繩子上，然后用手轉動。此時因為有慣性的存在，繩子被拉得很緊。很久以前，人們用的拋石武器就是利用了離心力的工作原理。如果你的手很巧，這個力能幫你完成一個玻璃杯的魔術，杯子的底朝上，但是水卻不會灑出來。如果你想要達到這個效果，你就需要把杯子舉得很高，然后快速轉圈。運用這個原理，可以在自行車上轉盤子，將放在離心機中的牛奶里面的奶油分離出來，同樣也可以把蜂房里的蜂蜜吸出來，洗衣機的甩干功能也是根據這個原理來工作的。

當你乘的車碰巧開始轉彎的時候，你就會發現自己被一股力壓向靠外面的車廂壁。如果車速很快，并且外邊的軌道比里面的低一些的時候，整個車廂就會傾覆，所以，車廂在彎道處稍微向內傾。這時你會發現，車反而更穩了。

實驗是很奇妙的東西，當你研究完一件事后，你會發現其余那些你不懂的謎題也解開了。你拿一個硬紙板，然后將它彎成一個喇叭的樣子，當然如果你有一個錐形盆就不需要這個了。這有點兒類似于臺燈上的燈罩，如果是玻璃或白鐵皮的，就符合我們的要求了。不管你用什么材料，現在都要準備一個，然后沿著邊上放入一枚硬幣。此時它的運動軌跡是沿著器皿底部畫圈，并且還會向內傾斜。如果硬幣所轉的速度逐漸降下來，它所畫的圈也會越來越少，逐步靠近器皿的中心。但只要器皿稍微轉動，硬幣就會偏離中心，畫的圈也越來越大。如果轉動的力量足夠大，那么它很有可能徹底滾出該器皿。

我們在專業的自行車賽場上設置一些特別的環道（圖20）。如果仔細看你可以發現，車手急速轉彎的這些特殊的環道，有明顯向中心傾斜的趨勢。自行車在這樣的車道上的傾斜是非常大的，就像你的錐形盆里的硬幣一樣，它會特別穩。我們總是感覺騎車雜技的表演很迷幻，他們可以在一個陡峭的斜面上畫著圈。通過這個實驗我們發現，這也不過如此。如果你讓車手在平坦的公路上表演轉圈騎行，這倒是一門令人嘆為觀止的藝術。同理，騎馬的人在轉急彎時也會向內傾斜。

那么，我們接著往宏觀的方面聯想一下。地球也是一個旋轉的物體，那么地球上也應該有離心力。它是怎么表現出來的呢？表現在，因為旋轉的原因，地球表面的所有物體都在逐漸變輕。距離赤道越近，在一天之內，地球上所有物體轉的圈就會越大，換句話說就是，它們轉得越快，失重就會越明顯。如果你用彈簧秤稱量，你會發現從極地搬到赤道的1千克砝碼輕了5克。雖然差別不大，但還是有差異的。如果將機車頭從阿爾漢格爾斯克運到敖德薩，那么它的重量會減輕60千克。所以我們可以發現一個規律，那就是東西越重，差距就會越大。一艘從白海航行到黑海的2萬噸的海輪，在此會失重80噸。這可不是一個人的重量那么簡單，這個重量已經等于一個機車的重量了！

那么為什么會發生這種現象呢？就是因為地球在旋轉，它在努力甩掉表面的所有物體，就像旋轉的傘把拋進來的紙團甩出去一樣。事實上，傘確實會把紙團甩出去，然而地球受到萬有引力的作用，它會把所有的東西吸向自己。地球的旋轉雖然不可能把東西甩出去，但它可以讓它們失重變輕。地球的旋轉會讓東西變輕的原因就在于此。

還有一個規律，那就是地球轉得越快，減輕的重量就會越多。有些科學家計算過，如果地球旋轉快17倍，那么赤道上的東西就會失去所有的重量。而如果地球轉得更快，比如一個小時轉一整圈的話，不單單是赤道地區，就連靠近赤道的國家和海洋里的物體都要徹底失去自身的重量。

完全失去自己的重量要怎么理解呢？也就是平時你看起來很重的東西，例如攜帶全副裝備的軍艦、火車頭、大石頭等，你依靠手的力量就可以將它們拿起來，如果你不小心手滑把它們弄掉了，也不會有什么危險的。因為它們沒有任何重量，砸誰也是軟綿綿的！有時候它們甚至還飄浮在你手放開的那個位置上。如果你坐在熱氣球的吊籃里把東西拋出去，它們也許會飄浮在空中而不會下落。這個世界將會多么有趣啊！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，但是降不下來，因為你沒有重量。

你可以自己想象一下，還有什么是不便的？那就是所有的東西如果不固定就會被風吹跑。人、汽車、動物、馬車、輪船都會雜亂無章地在空中飄蕩，如果地球自轉速度夠快的話，那么這一切都有可能發生。