书城科普小学生最想知道的100个为什么:科学的秘密
14056100000021

第21章 为什么扔出去的飞镖还能回到我们的手上?

电影中的飞镖给人印象非常深刻:英雄扔出飞镖,它在空气中呼啸而过,将坏人澳大利亚的土著人发明了可以回到常见的香蕉形状的飞镖的长度大概是16英寸到3英尺。它通常是由胶合板制成,重量只有3到4盎司,差不多相当于两小袋薯条的重量。

飞镖的形状也不一定都是香蕉型的,可返回飞镖曾被雕刻成星星、印第安战斧和字母“H”的形状。

是什么让飞镖飞回投掷者的手上的?一位名叫菲利克斯·海斯的荷兰物理学家,在他还是个孩子的时候,就对这个问题产生了疑问。在学校学到了很多数学和物理知识之后,他写了一本600多页的书,其中解释了飞镖为什么能飞回来的原因。

海斯在书中写道,飞镖之所以会飞回来,有两个主要原因:臂状物的形状和被扔出去的方式。

我们可以把香蕉式飞镖的两个臂状物看成它的翅膀。就像飞机的机翼一样,下侧的臂状物是平的,它的顶部则是弯曲的。这种形状能使空气冲向飞镖并将它举起。

不过,飞镖的一个“翅膀”和另外一个是不同的。其中一个臂状物弯曲的顶尖进入风中,另一个弯曲的顶尖则远离风。这就像一架飞机,其中一个机翼是向后的,装上它以后才能让飞机达到常态。就连这样造型奇特的飞机,在直线飞行时都非常不容易,飞镖也是如此。

扔飞镖的方式同样能让它转一个大圈。飞镖会保持垂直。(而不是像飞盘一样是平行的)。平的那一头的顶部要离开投掷者的身体。接下来,随着手腕的快速动作,它被扔到空中。当飞镖离开投掷者,会以每秒10次的速度翻转,每小时向前运动的速度能达到60英里。

翱翔在空中,顺时针旋转的飞镖会开始向左侧倾斜。想知道其中的原因吗?海斯建议我们想象一下骑自行车时,双手离开车把手的情形。如果你向左倾斜一点的话,自行车旋转的前轮也会向左弯,即使你并没有碰到车把手。

飞镖会自动向左弯,取决于风是怎样冲向它旋转的臂状物的。飞镖是向前飞行的,但在臂状物每次向下和向后旋转时,它都会被向后拉一点。这使飞镖的顶部产生了压力,这种压力和骑车向左拐时,你施加在旋转的车轮上的重量是一样的。渐渐地,飞镖也开始一点一点地向左弯。随着它转了一个大圈,会“休息一下”,就像一个旋转的直升机的桨叶,飞镖从天空中落下,听话地停靠在投掷者的脚边。

干燥的头发会飞起来,吸在梳子上。在黑暗的房间里,一条沾着猫毛的毛毯上会飞出火星。夏日的暴风雨中,一道闪电从云中劈到地面上。

上面这些都是静电的例子。当一般的物体,比如头发、皮毛、毛毯、云和大地带电的时候都会发生静电,哪怕只是一瞬间。

想知道静电为什么产生,首先要明白原子是怎样工作的。我们知道,每个原子中央都有一个原子核,它是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的。

在原子核的四周,围绕着一团云状的带负电荷的电子。这些电子和原子核中的质子相互吸引,使原子保持集中。这种电磁力就如同粘度很大的胶水一样,如果没有它,宇宙万物都会粉碎成一堆粒子。

如果在一个普通的原子中央有三个质子,那么也会有三个电子,使正负电荷得到平衡。所以整个原子是呈中性的,它本身不带电。我们的身体和周围的所有东西都是由原子组成,所以一般的物体也都是不带电的。

当物体暂时变得带电时,就会产生静电。这说明由于电子过多或过少,原子变得不平衡了。