停止的掛鐘秒針為何總在“9”的位置

有一個有趣的現(xiàn)象，不知道大家有沒有注意到：掛在墻壁上的鐘，當(dāng)電池的電能耗盡而停止走動時，其秒針往往停在刻度盤上“9”的位置，這是為什么？當(dāng)石英鐘內(nèi)的電池電能耗盡，秒針停在表盤上時，重力產(chǎn)生最大的反向力矩。我們知道秒針轉(zhuǎn)動的方向是順時針的，故這里的重力會產(chǎn)生最大的反向力矩值：逆時針最大。重力矩=重力的大小×重力臂。當(dāng)秒針到達(dá)表盤的9處時，支點到重力作用方向的距離最大，即重力臂最大，故重力矩最大，因此秒針會停在表盤上9的位置處。最后沒電了，會在9的上下一點點，公差范圍很小。石英鐘的秒針從數(shù)字12轉(zhuǎn)到數(shù)字6的過程中是向下運動的，它所受的重力會幫助秒針順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)秒針從數(shù)字6向數(shù)字12運動時，是上升運動，所受重力會變成阻力阻礙秒針的轉(zhuǎn)動，而秒針轉(zhuǎn)到數(shù)字9時阻力臂最長，使重力的阻力矩最大。

山脈為什么不會無限長高

想象一下：山脈會無限長高，穿透上層大氣，給飛行員制造了一個巖石迷宮。也許這種情況存在于宇宙中的某地，但在地球上不會發(fā)生。是什么阻止了山脈長高的步伐呢？有兩個限制因素。第一個限制因素是重力。許多山脈的形成是由于被稱為板塊構(gòu)造的地球表層的運動。當(dāng)兩個地殼板塊相撞時，撞擊力迫使物質(zhì)從其接觸的邊緣向上移動，形成山脈。隨著山脈不斷長高，在某一時刻，山脈會變得太重，其自身的質(zhì)量阻止了兩個板塊碰撞所導(dǎo)致的向上增長。換句話說，如果地球的重力減少，其山脈就會長得更高。比如在重力小于地球的火星，那里的奧林帕斯山高約2.6萬米。第二個限制地球上山脈長高的因素是河流。起初，河流讓山脈顯得更高―它們鑿進(jìn)山脈的邊緣，侵蝕物質(zhì)，在山脈的底部附近形成深深的裂縫。但侵蝕作用同樣也會引發(fā)山體滑坡，帶走山上的物質(zhì)，限制其增高。

為什么樹干長成圓的

所有的生物為了生存，當(dāng)然是要朝著對環(huán)境最有適應(yīng)性的方面發(fā)展，植物也不例外，樹干長成圓柱形也是為了適應(yīng)生長的需要。首先，在占有材料相同的情況下，圓形具有最大的面積。相同數(shù)量的材料希望做成容積最大的東西，圓形最合適。自來水管、煤氣管等，就是對這一自然現(xiàn)象的仿造。其次，圓柱形具有最大的支撐力。樹木的重量全靠一根主干支撐，須有強有力的樹干支撐，才能維持生存。最后，圓形能防止外來的傷害。樹木的皮層是樹木輸送營養(yǎng)物質(zhì)的通道，皮層一旦中斷，樹木就會死亡。樹木是多年生的植物，它的一生難免要遭受很多外來的傷害。如果樹干是方形、扁形或有其他棱角的形狀，更容易受到外界的沖擊傷害。因此，樹干的形狀也是樹木對自然環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果，是長期進(jìn)化的結(jié)果。