在游樂園里遇見牛頓

周曉秋

游樂園是孩子們的快樂王國，過山車、激流勇進、天地雙雄、蹦極、海盜船……許許多多的游樂項目讓人體會到無限的刺激與歡樂。但是，你知道嗎，在你的尖叫聲與歡笑聲中，其實已經和經典物理學的奠基人牛頓不期而遇了很多次。想知道你都在哪里遇到過牛頓大神嗎？快看過來，這就為你揭秘！

過山車

——高低起伏山路險，風馳電掣離弦箭

過山車亦稱云霄飛車，雖然全球的過山車種類繁多，但無論哪一種，其本身都無動力。雖然過山車沒有動力，但它的速度卻不低，最高時速可達240千米。有的過山車從130多米的高空俯沖下來，百公里加速僅需1秒，而世界名車法拉利也需3.1秒。那么，過山車的動力究竟源自哪里呢？原來，過山車起步時依靠機械牽引或彈射等方式，使它從整條軌道最低處爬升到最高點，將其他形式的能量轉換成過山車最大的重力勢能——這就是過山車走完全程所需的全部能量。而重力勢能的形成，是因為物體間都存在著相互吸引的力——萬有引力。看，我們在這里與萬有引力的發現者牛頓相遇了。

激流勇進

——輕舟飛馳溪水澗，沖向河灘浪花濺

與過山車相似的激流勇進，其游船和流水也是被機械提升至各個不同的高點，然后借助重力作用，沿水道順勢而下，將重力勢能轉換成游船和流水下行的動能，從而以較高的速度沖入低谷中的水道，在船頭和兩側激起白色浪花，給人以無窮的樂趣和涼爽的感覺。看來在水上項目中，牛頓也陪同大家一起游樂。

天地雙雄

——一升一降天地間，亦輕亦重若神仙

當人們坐在天地雙雄的座椅上，以2～4g的加速度在2秒左右的時間內快速上升到20～30層樓高的塔頂時，會有超重感。當座椅載著人們以接近1g的加速度下降時，人們又會有失重感。天地雙雄急速的升降運動，使人們初步體驗了宇航員乘坐火箭升空和乘坐返回艙返回地面時經受的超重與失重。然而，宇航員有時承受的超重現象達到8g，如此嚴酷的超重對普通人而言是非常危險的。

（選自 2017年02期《知識就是力量》）