你见过最巧妙的物理推导是什么?
举例说明——
三角形任意两边之和大于第三边?
本来,这是一道数学,也可以说是几何题。但一举例说明,就变成了物理题。
初中几何课,老师讲“三角形任意两边之和大于第三边”。其后,老师提问,请大家讨论:为什么要学习“三角形两边之和”的课题?有什么实际意义?
很多同学,包括班上学霸也蒙了,不知道该如何回答。经过好几分钟的沉默,有个同学打破宁静,连举两个案例——给出了让人喷饭的解答。
第一案例——狗撵兔子
狗撵兔子,河流挡路,兔子一拐弯,狗立马变向截头。狗为什么变向截头?就是我们为什么学习这个课题?因为狗都知道:直线截头近,少跑了弯路。用老师的话说——就是三角形任意两边之和大于第三边。
他这一说,班上哄堂大笑,连老师也笑着表扬。接着他又讲了“老木匠的爱情”——
老木匠读初中时,某天下雨,厕所附近有积水,要转很远的路才能过去。他就急中生智,脱鞋趟水过去办了事。有个女生也急于解手,男女厕所门口挨住,眼看积水过不去,正发愁。木匠出来了,一看那情况,就说:“要不我帮帮你”。女生一笑:“咋帮,除非你背我”?“背就背,反正我鞋子已脱了”。结果,这一背,居然背出了爱情。尤其背出了“三角形任意两边之和大于第三边”的爱情。
又是哄堂大笑,等笑声退去,那同学画龙点睛——老木匠就是他爹,“三角形两边之和”的爱情就是他爹和他妈。
不再赘述,总之一句话——
最巧妙的物理推导——狗撵兔子——“三角形两边之和”的爱情——老木匠的儿子讲述。
对于惯性,总有人认为与速度有关,物体的速度越大,惯性越大。
假设上述说法是正确的,那么,物体的速度越小,惯性越小,进一步推理,如果物体速度为0,即物体静止不动,就没有惯性,违背了一切物体都有惯性的结论,所以,物体的惯性大小与速度无关。
这是一个很迷惑人的问题,从正面很难解释,利用反证法不仅推理严谨,而且简洁明了,不可谓不巧妙。
还有一个例子,磁感线不会交叉,也可以用反证法说明。假设磁感线可以交叉,则在磁场中的某一点,磁场的方向就不唯一,这与磁场中某一点的方向一定相悖,可见,假设是错误的,所以,磁感线不会交叉。
“就这么晒,晒出美味晒出鲜”。
以简约的物理推导,推导出深奥的生物化学原理。
在阳光的光和热的作用下,促使黄豆蛋白质水解,生成氨基酸和多肽,让疏水蛋白分解为水溶性蛋白:酱油。
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最巧妙的,莫过于关于下落速度的思想实验了。
人们曾经认为,越重的物体下落越快,甚至直至今日,还有不少人抱有这一错误认识。
要反驳此观点,无需高深的知识,也不用精密的器材,只需一番推理即可。
设想有两个物体,一个重一个轻,如果把它们绑在一起会怎样?按照上面的理论,更重的物体下落更快,它被拖后腿了,而更轻的物体被加速了,所以下落速度应介于二者原本速度之间。但是另一方面,绑在一起后,形成一个物体,比原先的两个物体都重,所以下落速度应该比二者原本速度都快才是!这一矛盾充分说明,自由下落速度与重量无关。
这样一番推导,就可以解决物理上长期以来的错误认识,并且足够简单,人人都能看懂,是不是非常巧妙呢?
如果牛顿的苹果树足够高,高到我们发射的卫星的高度,苹果成熟脱离苹果树就不会落向地面而是环绕地球飞行,对不对?
如果比萨斜塔足够高高到我们发射的卫星的高度,两个铁球就不会落向地面而是环绕地球飞行对不对?
苹果环绕地球飞行的轨道就是苹果的惯性圆周运动轨道。
两个铁球环绕地球飞行的轨道就是两个铁球的惯性圆周运动轨道。
由于同一地点的两个物体惯性一致,两个铁球是由于惯性圆周运动速度一致才一同落地的。所以才和体积大小以及质量大小无关对不对?