【科普知识】你知道游乐场里有哪些牛顿定律的应用吗？

公园是很多人的成长印记。不过，你知道吗，我们日常参与的游乐活动里，其实蕴含着牛顿的物理学原理。现在，就让我们在游玩过程中，再次体会牛顿的定律吧。牛顿的最初法则指出：物体倾向于维持其持续直线运动或静止不动的状态，这种特性被称为惯性。在游乐场里，我们最为熟悉的碰撞车辆游戏，就应用了牛顿的最初法则。两辆碰碰车和各自载有的乘客在相撞前kaiyun.ccm，均以恒定速度前进，但在撞击的刹那，碰碰车彼此停顿，然而车上的乘客并非碰碰车的组成构件，受惯性作用，他们仍会维持原有的运动轨迹，导致身体朝前方倾倒。碰碰车的相撞现象同样印证了牛顿第三运动定律：碰碰车间的相互作用力是相互的，一方对另一方施加作用力，同时另一方也对前者产生反作用力。然而，两个物体间产生的力与反作用力，其强度始终相等，指向相反，并且施加在同一直线上。比如，当一辆碰碰车撞击另一辆时，被撞的车辆也会立刻对撞向它的车辆施加一个反向的力。这个现象正是我们所讲的牛顿第三定律。不仅如此，很多人觉得非常过瘾的“跳楼机”项目，也运用了牛顿第三定律的原理。乘客们安坐于座舱内并束好约束装置，升降设备随即开动，迅猛地攀升至预定楼层，接着又载着乘客急速下坠。当急速抵达顶端时，乘客会体会到一种超乎寻常的沉重感，而急速下落时又感受着一种悬空的轻飘感。这正是牛顿第三运动法则所阐释的现象：一个物体对承载物施加向下的推力，同时承载物也给予物体向上的反作用力。

体验过游乐场的人，对那种刺激的滑车不会感到生疏。它时而急速攀升，继而迅猛俯冲，这般不断变换的剧烈活动，充分印证了牛顿的第二定律：物体加速的程度，同施加的力成正比开yun体育app官网网页登录入口，跟自身的重量成反比，而加速的趋向与力的方向一致。过山车在最高点时，受重力影响开始向下滑动，在飞速下坠期间，势能不断减少，动能持续增加，推动过山车奔向下一个高点，随后动能又快速转化为势能。“海盗船”则融合了万有引力与牛顿第二定律的运作方式。万有引力法则指出：从宏观宇宙天体到微观粒子，所有物体都存在相互吸引作用，这种吸引力的大小跟物体质量成正比，跟它们之间间隔的平方成反比。海盗船在运行中从顶端往底部来回摆动，使乘客仿佛正乘坐在海浪上。当启动电机时，它从最低的稳定位置移动到稳定点另一端的顶端位置。下落时借助重力，从顶端沿着船体悬挂点迅速滑下kaiyun全站网页版登录，这个阶段把顶端的势能转换成了行进中的活力。

来源：“科普中国-科学原理一点通”原创