做物理科普的时间，提到最多的便是力，总会看到批评区中那些奇葩的留言，都是对力最根本的观点缺乏了解导致的。那么力本相是什么呢？我们看不到，能看到的只有力作用的效果——物体活动状态的改变。本文通过一些简洁的征象阐发，关心小同伴们加深对力的了解。

一、体重秤与万有引力

许多人家里都有体重秤，尤其是那些美丽的小姐姐们，更关怀称上的读数。假如要得到体重数据，就必要这个称。而要想使用万有引力，实现体重的称量，就必要有一个行星那么大的物体。幸亏我们恰好站在如许一个物体——地球之上。

牛顿通过万有引力定律对引力做了简洁、明白、有用、定量的形貌：它与两个物体的质量的积成正比，与物体质心间间隔的平方成反比。然而，这个解说有一个庞大的缺陷：他没有解说引力的泉源。牛顿用苹果落地来断言引力的存在，但引力本相从何而来？

这个题目直到爱因斯坦提出广义相对论，才有了比力令人中意的答案。详细的您可以看我昨天写的文章《为什么引力不存在，只是一种多少效应，爱因斯坦是怎么想的？》，但在广义相对论之前，牛顿的引力模子被学界广泛担当，并得到了遍及应用。直到今日，我们的宇宙飞行轨道盘算，仍旧利用牛顿的结论。

体重秤称量的是人体与地球之间的引力（纰漏地球自转孕育发生影响），这个数值即是人体质量与重力加快度的乘积，因为重力加快度的值在地球上牢固的位置也是恒定的，以是只要得到重量，就能依据已知的重力加快度盘算出人体的质量。

二、引力实在很弱

这种要领实用于地球上的任何物体，物体质量越大，重量就越大。在太空中，全部的物体都市失去重量，是由于太空间隔星球太远，引力的巨细与间隔的平方成反比，以是引力成效不显着，除非让物体靠近某颗星球。

引力很弱，地球的质量有6×10^21吨，但它对一个鸡蛋的引力还不到一根小皮筋的拉力。不外，假如没有引力，那么宇宙，银河系、太阳系、地球，固然也包罗我们人类以及全部的生命都将不复存在。但体重秤在一向提示着我们，当你在跳绳健身的时间，你实在正在反抗着整个地球的引力。

正由于引力很弱，以是我们的太阳系才云云之大。不外，引力的作用范畴（间隔）却很广，在我们这个拥有460亿光年可视半径的哈勃球之内，正是由于这些薄弱的引力，才搭建了这个弘大、周密的宇宙布局。

三、起作用的是协力

引力很弱，但是你拿起来一个鸡蛋也要花力气，并且，拿起来的力气一定比桌面的支持力要大，如许才气冲破均衡，让鸡蛋向上活动。生存中，引起物体活动状态改变的不是某一个单独的力，而是这个物体受到的全部力的协力。

有了如许的想法，许多关于力的阐发的题目就简洁了。高中刚开始打仗物体受力阐发的时间，便是从阐发固体受力开始的，这是由于固体在受力的时间不会产生形变。而流体（气体和液体）就比力贫苦。密度比氛围大的物领会从空中坠落，而一个实心铁球，也会沉到水底。便是由于，支持力不敷，协力不为零，物体在协力作用下，转变了活动状态。

四、力与力矩

我们玩跷跷板的时间便是运用了这个原理。两个别重差未几的人，分坐在跷跷板的两头，跷跷板的中心被一个支点撑起。双方的人只要用一个很小的力蹬踏地面就能向上活动。

跷跷板相称于支点在中间的杠杆，阿基米德在研究杠杆的时间，发觉了力矩这个物理量，物理学上教唆物体转动的力乘以到转轴的间隔。 

即：M=L×F。此中L是从转动轴到着力点的矢量, F是矢量力；力矩也是矢量。力矩的量纲是力×间隔；与能量的量纲雷同。但是力矩通常用牛顿-米，而不是用焦耳作为单元。力矩的单元由力和力臂的单元决定。

电梯的配重利用了与跷跷板同样的道理。配重就像跷跷板的一端，被通过跨过定滑轮的钢缆毗连到电梯箱，电梯轿厢和配重对称挂在主机曳引轮上，在轿厢半载的时间，轿厢和配重的重量根本相称，此时曳引机只需降服摩擦力做功就可驱动电梯，最省力了。

电梯配（对）重也称重量均衡体系，该体系的重要功效是相对均衡轿厢重量，在电梯事情中能使轿厢与配重间的重量差连结在限额之内，包管电梯的曳引传动正常。用来均衡轿厢重量的，根本上是条板状。用了后可包管电梯运行安稳及电机的功率可比不消时减小。

只有逼迫驱动电梯和液压驱动电梯不必要配重块，曳引式都必要配重。配重在电梯曳引体系起到节能作用。别的也可以淘汰主机运行的负载。电梯配重的道理便是跷跷板的道理，只不外这是一个用滑轮隐蔽了力臂的跷跷板。

五、移动的跷跷板——袋鼠

天然界中也有许多使用跷跷板办理重力题目的案例。请想象一个支点高1米，两头各有一块长约1米的板子所构成的均衡的跷跷板。这里说的不是我们游乐场里的跷跷板，而是袋鼠。成年袋鼠身高1.6米左右，它有两条粗大的后腿，髋部便是它的支点。

袋鼠以跳代跑，最高可跳到4米，最远可跳至13米，可以说是跳得最高最远的哺乳动物。袋鼠在跳跃历程中用尾巴举行均衡，当它们迟钝走动时，尾巴则可作为第五条腿。袋鼠的尾巴又粗又长，长满肌肉。它既能在袋鼠苏息时支持袋鼠的身材,又能在袋鼠跳跃起关心袋鼠跳得更快更远。

我们在看动物天下的时间，会发觉，袋鼠的逃跑方法与同样生存在开阔地带的别的动物有很大区别。袋鼠根本上都是直线逃跑，假如着实逃不失，会在跑动中忽然向上跳转身面临仇人，趁着仇人发愣的时间，从对方的头上跳已往，向反偏向逃。而不是像有些动物那样采纳忽然变向的方法来抛弃敌手。

这是由于，奔驰中的袋鼠，在身材睁开的时间，转身变向很费力。它要转身的时间，一定要只管即便让身材紧缩到围绕转轴的线上，才气实现快速转身。这个原理，就跟我们的格式溜冰活动员，在冰上扭转的时间，只要收回击抱胸，就能在不必要外力的情形下加速速率。只要打开手脚，这个转速就能降下来。

这便是袋鼠转身费力的隐秘。它的腿固然强健，但是孕育发生的转动力矩也是有限的，睁开的上身和尾巴，间隔转轴太远，就像活动员睁开双臂一样，这时间，它们只能逐步转身。只有在它收回尾巴，而且让身材的质量会合在转轴周边的时间才气快速转身。

这也能解说，为什么我们要跌倒的时间总是会本能地伸开手臂，由于用物理学来解说，跌倒的时间，便是身材以脚为轴产生了转动，这个时间我们伸开手臂，就可以低落转动的速率，为调解姿态争夺时间。

2018年10月1日，“高空王子”阿迪力携徒弟沙特尔及团队在宁夏青铜峡市黄河大峡谷演出“高空走索”。 从照片中我们可以看到，最惹人注目标是他手中那根程度的长杆，它是帮助均衡的东西。因为人的手臂间隔有限，使用长杆阿迪力可以准确地操纵住身材均衡。

纵然身材失去均衡，因为长杆的作用，改变也会来得更慢，由于均衡杆两头之间的间隔减弱了力矩的作用成效。袋鼠转身速率慢，也是这个原理。

完结语

友爱的小同伴们，本文通过一些案例对力以及力的作用成效举行了先容，只管这些先容都不黑白常严谨的物理学意义上的表达方法，但是我信赖，这些例子可以或许关心您相识到力和力的作用成效之间的干系。假如您必要更多的严谨一些的物理学知识，尤其是力学相干的内容，接待您订阅我的专栏《零底子物理学入门——力学篇》，如今订阅可以先领取3折优待卡之后再购置。

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