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白天为何能“赏月”

2017-06-27

发明与创新 2017年26期
关键词:匝数赏月鞋带

白天为何能“赏月”

虽然无法像太阳那样发光,但月亮仍比最亮的恒星亮得多。因此,它能在白天的天空中显现。月球在地球上的可见性取决于月球在轨道上的位置。月球不到30天绕地球公转一周,期间它在天空中呈现不同的形状,通常被分为八个月相。

在满月时,太阳、月球和地球以右图的方式排列,在同一时间,看到太阳落山和月亮升起在地平线的另一边。

月亮在新月时最接近太阳,这时它几乎和太阳同升同落。这时月亮在夜间变得不太亮,反而在白天更亮。由于地球不断自转,月球出现在地平线上方约12个小时,这12个小时与太阳在地平线上的12小时重合,所以白天可以看到月亮。从那天开始,月亮又逐渐远离太阳,直至回到满月阶段,周期又重新开始。

跑步时鞋带解开的奥秘

美国麻省理工学院的研究人员曾提出一个最简单的结在运动中受力的方程式:张力、摩擦和刚度以及它们如何与构成结的拓扑学的匝数相关。

尽管有许多关于各种结配置的耐久性研究,但尚未有人关注过为什么一个结会自动解开的物理学原因。加州大学伯克利分校的O-l i v er O’R ei lly在看到小女儿的鞋带永远也系不住之后,决定研究自发性的解结。他和两名研究生在现实中做了实验。

他们发现在跑步的过程中,鞋带易散开的罪魁祸首是跑步时生成的惯力集合。一个结通常通过中心的摩擦力维系,这正是更结实的结匝数更多的原因,因为每个匝都会产生摩擦力。但跑步时脚不断向下踩则会在结的底部形成加速度,每跑一步,鞋带会前后甩动,像一只无形的手一样在末端牵引。最终,当加速度超过内部摩擦力时,这个结就会到达临界点,自动解开。

该团队还发现,单是加速度或甩动并不能让鞋带解开。

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