彈指推倒摩天大樓的奧秘

○王 淼

手指輕輕一彈，便能推倒一座摩天大樓，如果你不相信的話，請(qǐng)做下面的小實(shí)驗(yàn)。

首先請(qǐng)準(zhǔn)備一些性質(zhì)基本一致的木塊，按長(zhǎng)∶寬∶厚為6∶3∶1的比例削切木塊。這里我們先削一塊長(zhǎng)3厘米、寬1.5厘米、厚0.5厘米的小木塊，它重約2克；然后再按每塊比上一塊大半倍的比例削切6塊，即第二塊的尺寸是長(zhǎng)4.5厘米、寬2.25厘米、厚0.75厘米……這樣直至第七塊，它的尺寸約為長(zhǎng)34厘米、寬17 厘米、厚5.7 厘米，重約3080克。

把這7塊木頭全豎起來(lái)排成一排，每一塊與后一塊之間的距離約等于它自身長(zhǎng)度的3/4，例如第一塊與第二塊之間的間隔應(yīng)為2.2厘米，如此等等。現(xiàn)在，您用手指輕輕一碰最小的第一塊木頭，使它倒向第二塊木頭，那么很快就會(huì)發(fā)生第二塊倒向第三塊，第三塊再撞倒第四塊……的連鎖反應(yīng)，木塊倒下的聲響越來(lái)越大，轉(zhuǎn)眼之間重3 千克的最后一塊木頭也轟然倒下。不難想象，如果按此比例放大下去，那么豎立的第24塊木頭將是高336米、寬168米、厚56米的龐然大物，與高達(dá)一百層（每層以3.3米高計(jì)）的摩天大樓不相上下，其重量將達(dá)到280萬(wàn)噸。這樣的巨物就是用十臺(tái)推土機(jī)也無(wú)法推動(dòng)，而按照上述方法，你卻不費(fèi)吹灰之力便可以推倒它。

這看起來(lái)像奇跡的事實(shí)其實(shí)不難理解：我們知道每個(gè)物體都有一個(gè)重心，當(dāng)木塊豎起時(shí)，它就具有勢(shì)能，該勢(shì)能與重心距離地面的高度有關(guān)，重心越高，勢(shì)能也就越大；為推倒一塊木頭，我們必須提供能量將它推斜（此時(shí)重心升高，勢(shì)能增大）到超過(guò)一定程度，然后它便會(huì)自行倒下（此時(shí)重心下降，勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)橄侣鋭?dòng)能）；這一開(kāi)始必須提供的能量對(duì)于第一塊木頭來(lái)說(shuō)，就是我們手指一彈所產(chǎn)生的動(dòng)能，而對(duì)于以后的木塊則為前一塊木頭倒塌所產(chǎn)生的動(dòng)能；由于我們選用的木頭每一塊大小只是前一塊的1.5 倍，因此可保證前一塊木頭倒下時(shí)能產(chǎn)生足夠的動(dòng)能去推倒后一塊。

你可能還會(huì)奇怪：我們的手指輕輕碰倒第一塊木頭時(shí)，只用了幾克大小的力，而第七塊木頭倒下時(shí)所發(fā)出的力為何卻比它大千倍？其實(shí)當(dāng)您豎起一塊塊木頭時(shí)，您所用的力全部被轉(zhuǎn)化為木塊的勢(shì)能而貯藏起來(lái)了，當(dāng)連鎖反應(yīng)發(fā)生時(shí)它們才又被釋放出來(lái)。