第 四 章 奇妙的力现象

在这个世界上，有许多奇妙的事情和奇妙的现象发生了，我们却不知道其中的原因。本章列举我们常见的奇妙现象进行解读，揭示其奇妙之处。而这些奇妙之处都与力有关，甚至就是力在其中发挥作用的体现。
 
楼房整体挪移
很久以前，对于蒙古游牧民族来说，建造固定式的房屋是件不可思议的事，因为蒙古包方便、轻巧，易于搬迁，由这种“房屋”组成的“城市”从一地迁移到另一地是轻而易举的事。但由于砖砌石垒的建筑物没有这种特性，所以，在20世纪30年代砖石楼房的整体搬迁就成了轰动一时的新闻。
“这怎么可能呢？”当人们纷纷传说许多幢大楼要整体“搬迁”时，自然而然地便会产生这样的疑问。在莫斯科有幢五层大楼，坐落在高尔基大街上。1973年由于城市改建的需要，这幢大楼必须搬迁，以便腾出空地安排新的建筑物。这座楼房历史悠久，曾是著名的《俄罗斯言论报》编辑部所在地和印刷厂的用房。
在大楼的“红色大厅”里，契诃夫等许多著名的记者和著名作家经常聚会，而且大楼本身还是珍贵的古代建筑物，所以决定把它整体迁移。工程进行得有条不紊，楼房从旧址迁到新址移动了33米，搬迁时间总共花了三昼夜。
应该说人类想到搬迁房屋由来已久。历史记载，古埃及金字塔的建筑师们已经掌握了运输超重建筑构件，其中包括大型石制横梁的技能。1770年为了在彼得堡兴建一座彼得纪念碑，重1250吨的巨型石块被架在铜质滚球上滑行了65千米。这是利用滚动摩擦代替了滑动摩擦，大大节省了移动力。
最早的石头建筑物整体建筑移迁是在1455年，完成这项工程的是一位意大利建筑师阿里斯托泰莱·菲奥万蒂；莫斯科克里姆林宫内的圣母升天大教堂也是他设计建成的。在菲奥万蒂的主持下，意大利博洛尼亚市圣马克教堂的石砌钟楼安然无恙地移动了10米多。
一个世纪后，多梅尼科·韦塔纳把建于罗马的古罗马卡里古拉大帝的方尖碑（高27米，重达325吨）迁移了225米。他先在碑体四周架起木橇架，再用绞车把碑体放平，并利用大量的畜力把方尖碑迁动移位。
  比萨斜塔为何斜而不倒？
比萨斜塔坐落在意大利古城比萨大教堂的广场上，1173年由建筑师博纳诺·皮萨诺开始建造。当建到第三层时，塔身开始倾斜，博纳诺·皮萨诺只得把工程停了下来。1194年后，建筑师焦旺尼·迪·西蒙内恢复建塔，他试图将倾斜的塔身调直，可是没有成功。
由于迪·西蒙内死于1284年的战争中，建塔工程再度搁置。直到1350年，该塔才由建筑师托马索·皮萨诺最后完成。竣工时，因塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米，所以被人们称为“斜塔”。600多年来，塔身继续缓慢地向南倾斜。据自1911年以来的系统测量表明，它平均每年向南倾斜大约1毫米。
塔身为什么倾斜，根据地下钻探的土样，查明塔基下面地表至10米深度是混砂层，由于10～40米之间含有很多结合水的黏土层，再往下是含自由水的砂层。这层粘土层在建筑物的压力作用下，部分结合水就会被挤出来，跑到下面的砂层中去，造成黏土层的压缩和沉降，使塔倾斜。
当下面砂层自由水被人为地抽汲而造成压力下降时，这种黏土层的压缩和沉降还会大大地加速，引起斜塔的倾斜速度加快。据测定，在从砂层中抽汲地下水的时期，斜塔的倾斜速度曾增至每年2毫米，比以前加快了约一倍。
后来，人们发现了这个问题，停止抽汲砂层中的地下水，斜塔的倾斜速度才恢复原来的数值。这座塔为什么向南倾斜，比萨大学一位老教授的解释说，可能是太阳的影响。因为意大利是在北半球，南面的大理石受日照强，热胀冷缩产生的力对下面的土层起着不间断的冲击作用，所以向南倾斜。另外，斜塔是在比萨城北部，原来城内居民取地下水的位置在它南面，南部地面沉降也可能造成塔身加速南倾。
现在，塔顶中心点偏离垂直中心线已近5米。不过，按照目前的倾斜速度，比萨斜塔在未来的200年内还不会倒塌，这是因为从它的重心引下的竖直线并没有越出它的底面的缘故。

 
比萨斜塔上创造出的奇迹
在1590年，年仅26岁的伽利略要在比萨斜塔上进行落体实验，他特意邀请了一些大学教授来观看，许多人也闻讯而至。
伽利略身带两个铁球，一个重45.4千克（100磅），一个重0.454千克（1磅），像个出征的战士般威武地登上塔顶。当他向人们宣布，这一大一小的两个铁球同时下落，将会同时着地的时候，塔下面的人都满腹狐疑地议论：“难道亚里士多德真错了，绝对不可能！”“这家伙准是疯了！……”
伽利略听到这些议论后坦然自若，他胸有成竹地大声说：“先生们，别忙着下结论，还是让事实出来说话吧！”说完，他伸开双手，使两个铁球同时从塔上落下来，只见它们平行下落，越落越快，最后“啪”的一声同时落地。面对无可辩驳的实验事实，那些亚里士多德的忠实信徒一个个瞠目结舌，不知所措，全都灰溜溜地走开了。比萨斜塔实验不仅推翻了古代权威的错误学说，结束了它对学术界近2000年的统治，而且也开创了近代科学实验的新纪元。
懂一点物理学的人都知道，轻重、大小不同的物体，从同一高度同时自由落下，要是没有空气阻力，它们必定同时着地。但是，在16世纪以前，人们都相信古希腊的权威亚里士多德的学说，他认为：物体下落的快慢是由物体的重量决定的，物体越重下落越快，比如10千克重的物体下落，要比1千克重的物体快9倍。那时，教科书上是这样写的，大学教授也是这样讲的。
不过还是有人怀疑，伽利略就是其中最著名的一位。他经过认真思考和反复实验，确认“物体越重，下落越快”的学说是错误的。要知道，当时在欧洲人的眼里，除了上帝之外，只有亚里士多德是绝对正确的，谁反对他就是大逆不道。勇敢的伽利略坚持真理，义无反顾，决定当众实验，公开向古代权威挑战。
要是伽利略在斜塔上同时放下一个纸球和一个铁球，那么一定是铁球先落地。的确是这样，当纸球还在空中飘荡的时候，铁球已着地了，这是不是说明亚里士多德的学说是正确的呢？
亚里士多德很可能正是从这类现象中得出结论的，但是他被假象迷惑了。事实上，物体在空气中下落，都要受到空气阻力。纸球轻，空气阻力的影响大，不可忽略；铁球重，空气阻力的影响小，可以忽略。如果在真空中进行纸球和铁球同时下落的实验，排除了空气阻力的影响，它们是会同时落地的。
   海洋为何潮涌？
海洋涨潮是一道壮观的风景，每逢大潮涨起时，汹涌澎湃的景象总能吸引众人欣赏的目光，在迷恋这一风景的同时，人们不禁会问，是谁制造了“潮汐”这一大自然的壮观场面，是万有引力。
宇宙间的万物都存在着相互吸引力，地球和月亮之间也不能例外，地球对月亮的吸引，使月亮不能离开地球而只能绕着地球旋转。月亮也以同样大小的力吸引着地球，当然也吸引着地球上海洋的水。
由于地球在不停地绕太阳公转又绕本身的地轴自转，因此海洋中的水与地面上所有物体一样受到一种称为惯性离心力的作用。对着月亮一面的海水，离月亮比较近，月亮对海水的吸引力大于它受到的惯性离心力，海水被月亮吸引而鼓向月亮一边；在背离月亮一边的海水，离月亮比较远，月亮对海水的吸引力小于它受到的惯性离心力，海水便向背离月亮的方向鼓出。
这样，地球上无论是向着月亮一面还是背着月亮的一面，海水都上涨，这就形成涨潮。海洋中的水聚向涨潮的地区，与这些地区相垂直方向上的水面，便要下落，这便形成落潮。地球上各处海面高度的不断改变形成了潮汐。由于地球上同一地点每天总有一次向着月亮，一次背离月亮，因此每天有两次涨潮。
太阳对地球也有引力作用，太阳也应该使地球上形成潮汐现象。太阳离地球比月亮离地球远得很多，但太阳的质量却比月亮的质量大得很多。因此，太阳对潮汐现象的影响也是颇为可观的。
当月亮和太阳联合起来吸引地球上的海水，潮汐现象便会更加厉害。当月亮全部躲藏起来时，正是阴历初一，月亮转到太阳与地球之间。从地球来看，太阳和月亮在同一方向。处于同一方向的月亮和太阳，联合起来吸引海水，这便使得海水向两面鼓得更厉害了。
当一轮明月圆如镜之时，正是阴历十五。从地球看来，月亮和太阳转到相反的方向。这时，处于地球两侧的月亮和太阳，联合起来兴潮作浪，同样使两头的海水向两面鼓得非常厉害。这就是阴历初一和十五潮汐现象特别厉害的原因，这时所产生的潮汐现象，称为“大潮”。
当月亮和太阳对潮汐的影响部分抵消时，潮汐现象当然就显得平静些。每当阴历初七八或二十二三，从地球看来，月亮和太阳的位置，大约互成90°，这时就出现月亮和太阳所引起的潮汐有一部分抵消的情况，所以这段时间的潮汐现象比较小些，被称为“小潮”。难怪只有在阴历每月的初一和十五前后几天，潮汐现象才特别壮观，所以人们总爱选择这个时期去观潮。
在观赏潮汐的壮观场面时，不要忘记感谢万有引力的功绩。当然潮汐现象给人类带来的好处远远不仅限于观赏，每当涨潮过去海水下落时，也就成了渔民们在海滩上的大忙时光，采集丰富多彩的海产品，拣起那美丽的贝壳，捉住那拼命爬行的螃蟹，抓住那些来不及跟海水一起退回大海的鱼、虾……这时的海滩呈现出的是一片繁忙的欢乐景象。
潮汐现象还给人类带来廉价的动力资源，每天海水自然涨落两次，蕴藏着巨大的能量，人们利用它发电，向大海索取电力。在海水涨落比较大的海边建上几道闸门，当海水上涨海面升高，闸门打开。海水自动向内流进，水流冲动水轮机，带动发电机便可发出电来。当潮水开始要下落时，关掉原先的闸门，打开另外的闸门，水向外流出，又可以推动水轮机，带动发电机发电。
  不倒翁为何搬不倒？
在玩具世界里有一名倔强的老倔头，那就是惹人喜爱的不倒翁。
不倒翁是一个慈眉善目乐呵呵老头儿的形象。因为被扳倒后会顽强地站起来，所以又叫“扳不倒儿”。这是我国的一种古老玩具。据古书记载，唐代（618～907年）就有不倒翁，不过，当时它叫“酒胡子”，是一位喝醉的老头儿形象，而且也不是儿童玩具，是大人劝酒用的，用醉不倒的不倒翁来鼓励人家多喝酒。
劝人家过量喝酒并不是好事，后来它演变为儿童玩具，倒挺有意思，因为它可以帮助我们学习力学知识。
物理学教科书告诉人们：一个物体的重心越低或者支面越大，它就越稳定；反过来，重心越高或者支面越小，它就越不稳定。可是不倒翁的构造却十分特别。它上虚下实，重心极低，这本该使它十分稳定；而它的底部却是半圆球形的，支面小到近似于一个点，这又使它十分不稳定。就是支面小使它容易被按倒，而重心低又使它顽强地站起来。它是一种有趣的玩具，谁都喜欢玩它；而在玩耍中，又可以帮助我们形象地理解物体的重心和稳定性的道理。
不倒翁告诉我们一个非常有用的物理知识，就是物体怎样才能平衡。放在地上的凳子，摆在桌面上的台灯都处于静止状态，在物理学上就叫做平衡，同样是处于平衡状态的物体：一本书竖在桌子上，轻轻地用手一推便会倒在桌子上，而不倒翁推倒了却又能站起来。
这就是说，平衡里也有不同：一件东西立在那儿，轻轻地推一下，它晃了几晃又重新立稳，这种平衡叫稳定平衡；如果轻轻地一碰就倒，叫做不稳定平衡，不倒翁是稳定平衡，立在桌面上的书本、铅笔等是不稳定平衡。
子弹打在玻璃窗上的奇特现象
飞速的子弹打在玻璃窗上，玻璃窗上只穿一个小弹孔，而如果用一块小石子打在玻璃窗上，情况就不同了，玻璃窗就要整个被打碎，这两种不同的结果就在于力的作用时间的长短上。若使受力的物体获得一定的速度，尽管作用力挺大，物体质量又挺小，虽然可以获得很大的加速度，但是如果力的作用时间十分短暂的话，物体速度的变化绝不会大。
子弹撞击在玻璃窗上，对其相接触的那一小圆块，会被迅速撞击掉，而与这一小圆块玻璃相连接的其他部分，虽然也受到这块玻璃分离时的作用力，但这个力的作用时间太短，速度几乎为零。
这就如同自由落体运动一样，在刚放手的一瞬间，虽然受重力作用立刻产生了重力加速度，但其初速度为零。与子弹未直接接触的其余部分玻璃，因为受力的时间极短，速度来不及改变即消失了，周围玻璃仍处于静止状态，哪能破碎呢。反过来，用小石子打玻璃窗时，因为石子速度不及子弹快，穿过玻璃窗的时间也不那么短暂。
这说明作用力对时间的积累效果，会使玻璃窗产生一动量的变化，具有一定动量的玻璃窗就会使玻璃震碎。
  电影中的孙悟空为何会飞？
《西游记》是人们比较熟悉和喜欢的电视剧，剧中的孙悟空给人们留下了美好的印象，但是善于思考的观众会问，孙悟空的“腾云驾雾”是如何拍摄出来的？平时我们所说的运动和静止都是相对的，是相对于我们假定不动的参照物而言的。如果我们坐在封闭的火车车厢里，那么我们将无法知道火车究竟是静止的还是匀速行驶的，只有拉开窗帘，看到铁轨旁的树木、村庄等参照物时，根据它们的位置是否发生变化，才能判断出来。
利用运动相对性就可以拍摄孙悟空的“腾云驾雾”镜头了。如孙悟空腾云远去的镜头是先分别拍摄孙悟空的动作镜头和景物镜头，然后将两组画面放在“特技机”里迭合，迭合时迅速地移动背景上的白云和山河湖海作参照物，用摄像机把它们拍摄下来，看电视剧时，观众以白云和山河湖海作参照物，于是便产生出了“腾云远去”的感觉。
 
 为啥图钉的压强比坦克大？
将坦克和图钉相题并论，看上去好象有点风马牛不相及，其实从它们身上我们可以领略到压强的妙用。
当你肩挑重物的时候，如果用一副宽扁担挑，就比用一个圆木棍舒服得多，如果再加上一副披肩护布那就更好了。虽然用宽扁担和圆木棍挑的重量一样，但宽的扁担与肩膀的接触面积大，每单位面积所承受的压力就小些。如果加上披肩，压力通过扁担，再通过披肩作用在人的肩膀上，人所承受的单位面积上的压力就更小了。而圆木棍与肩膀接触的面积太小，单位面积所承受的压力就大。
压力是一种弹性力，压力作用在物体上物体就会发生形变。可有的时候压力很大，它的效果并不显著，有的时候压力不大却颇见效果。压力的效果不仅和压力本身的大小有关，还与它的作用面积有关。压强小，压力的效果就不显著；压强大，压力的效果就显著，压强是衡量压力效果的唯一标准。
一台履带拖拉机重5150千克，它的每条履带和地面的接触面长179厘米，它对地面的压强是每平方厘米0.34千克重，也就是说1平方厘米的地面上承受到的压力是0.34千克。
如果用一只图钉尖端面积是0.3毫米，2.4公斤的力加在钉尖上，钉尖所产生的压强是每平方厘米800公斤，一个小小图钉钉尖产生的压强竟是拖拉机产生压强的2500倍。难怪用手轻轻一按图钉就扎到墙壁里去了，而那么庞大的拖拉机即使在松软的土地里也陷不进去。
在有烂泥稀浆的路上，如果你直接走进去，全部体重都将压在脚与泥路的接触面上，因为接触面积小压强大，就会陷进泥里，欲拔不得。如果垫几块铺板，人走在板上，人对地面的压力由木板分散了，就不会陷入泥中。同样大小的压力，增大接触面积可以减小压强，所以坦克、拖拉机都带有又宽又长的履带。
冬天在茫茫的雪原中行走十分艰难，可是滑雪者穿上踏雪板却会轻捷如燕。载重汽车和公共汽车的轮子比小汽车的轮子宽得多，个数也比小汽车多，这样载重汽车和公共汽车的重量就分布在比较大的接触面上，使路面能受得住它们所产生的压强。用螺丝固定零件，常要在螺丝帽下面垫上一个比较宽的垫圈，使零件能承受螺帽的压强。
在现代建筑上，常常必须要考虑压强问题。北京饭店在建筑上采用了箱形基础，建筑物建筑在大面积的“箱底”上，从而减小建筑物对地基的压强，减小建筑物的下沉。
火车压在两条铁轨上，为什么不陷入路中，是因为铁轨架在枕木上，枕木之间还铺满了石子，压力更加分散，货物装得再满，跑得再快，也会平平稳稳地行驶。
  同步卫星是静止的吗？
《物理》第三册（选修本）第96页关于通信卫星轨道的叙述中有这样一段话：“通信卫星的轨道一般都采用‘地球静止轨道’，也称‘地球同步轨道’，即卫星转动的周期与地球自转的周期相同，相对于地球静止。”这段话容易让人理解为：地球同步轨道就是地球静止轨道，处于同步轨道上的卫星相对于地球是静止的。
有的复习资料中亦有这样的练习题：“简单说明地球同步卫星为什么只能在赤道平面内绕地球旋转。”、“地球同步卫星相对于地球上的一点为什么是静止的？”，这也是将地球同步轨道与地球静止轨道混为一谈。
实际上，地球同步轨道与地球静止轨道不是一回事，它们之间有共同点也有较大区别。
地球同步轨道与地球静止轨道都是运行周期（23小时56分04秒）相同的人造地球卫星轨道。
这两种轨道的区别有三：
第一，轨道倾角有区别。
地球静止轨道是轨道倾角（轨道平面和赤道平面的夹角）为零的圆形地球同步轨道。即地球静止轨道一定在赤道平面上；而地球同步轨道平面可与赤道平面成一不为零的夹角。
第二，观察者看到的现象不同。
在地球同步轨道上运行的卫星每天在相同时间经过相同地方的天空，对地面上观察者来说，每天相同时刻卫星会出现在相同的方向上。在一段连续的时间内，卫星相对于观察者可以是运动的。而处于地球静止轨道上运行的卫星每天任何时刻都处于相同地方的上空，地面观察者看到卫星始终位于某一位置，保持静止不动。
第三，星下点轨迹不同。
人造地球卫星在地面的投影点（或卫星和地心连线与地面的交点）称为星下点。卫星运动和地球自转使星下点在地球表现移动，形成星下点轨迹。地球同步卫星的星下点轨迹是一条8字形的封闭曲线，而地球静止卫星的星下点轨迹是一个点。
鉴于上述原因，笔者认为将高中《物理》第三册（选修本）第96页上的那句话“也称‘地球同步轨道’”改成“是‘地球同步轨道’的一种”更好。
江河大堤与水库大坝
一般江河大堤和水库大坝横截面的共同之处都是上窄下宽，不同的是江河堤的迎水面坡度缓，背水面坡度陡，而水库坝则恰恰相反，挡水面坡度陡，背水面坡度缓。
为什么江河大提与水库大坝都修成上窄下宽
无论是江河大堤，还是水库大坝都修成上窄下宽，其目的主要是为了“三防”。
1. 防水压
根据液体内部压强公式我们可知，堤坝内的水越靠近堤坝底，水深越大，水产生的压强也越大。堤坝下宽能承受较大的水压，确保堤坝的安全。
2. 防渗漏
堤坝下部受水的压强越大，水越容易渗进坝体。把下部修得宽些，就可以延长堤坝内水的渗透路径，增大渗透阻力，从而提高堤坝的防渗透性能。
3. 防滑动
堤坝内水的压力总有将大堤向外水平推动和将大坝推向下游的运动趋势，堤坝基底需要有与之抗衡的静摩擦力，才能保持堤坝平衡。将堤坝下部修宽既可增大坝体的重力，也可增大迎水面（挡水面）上水对坝体竖直向下的压力，因此，可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力，达到防止堤坝滑动的目的。
为什么江河大堤和水库大坝两边的坡度陡缓状况修得恰恰相反
对于两岸拦水的大堤来说，奔腾的江河水的冲击力方向朝下游，水对堤坝的作用力主要是压力，水的压力垂直于堤面，对于同样大小的水的压力，坡度平缓的堤面所受横向水平压力较小，所受竖直向下的压力较大。所以对于江河大堤，迎水面坡度缓，水对大堤水平向外的推力小。同时竖直向下的力大，有利于增大堤坝基底与堤坝的静摩擦力，即可以防滑。
裂缝里面的力学
1954年，英国两架“彗星”号喷气客机先后因增压舱突然破裂而在地中海上空爆炸坠毁。开始人们认为是由于材料强度不够而造成的断裂，于是利用高强度合金钢来制造关键零部件。但事与愿违，断裂破坏现象依然有增无减。
此事引起了工程技术界的高度重视，在深入研究后发现，原来高强度材料中也存在着一些极小的裂纹和缺陷，正是这些裂纹和缺陷的扩展产生了断裂破坏，于是，在此基础上诞生了一门崭新的科学——断裂力学。
传统的材料力学认为材料是均匀的、连续的、向同性的，而断裂力学则认为任何材料都是不连续的、不均匀的、有缺陷的，因为材料中不可避免地会存在一些裂纹和缺陷，它们非常微小，即使用高精度的无损探伤仪也难以测出来，正是这些潜伏的缺陷和裂纹，在一定的使用条件下会造成重大的断裂事故。
造成断裂的影响因素主要有以下几种：
1. 疲劳断裂。在交变载荷的来回作用下，加速了材料中裂纹的扩展，最终导致材料断裂。这是一种常见的断裂现象。例如，要弄断一根铅丝，只把它来回弯折几次，很快就会在弯折的地方断裂。这就是疲劳断裂，来回弯折的力叫“交变载荷”。
2. 冷脆断裂。金属材料对温度的变化很敏感，在正常温度下的韧性材料，处于低温环境时往往会变脆，当温度下降到某个临界值时，材料的微小裂纹就会以极快的速度扩展（高达1000米/秒），最后致使材料断裂。
3. 氢脆断裂。钛合金和高强度合金钢等材料在使用中往往要接触腐蚀介质，所以在它们的表面会发生电化学反应并产生微量的氢，这些氢原子能渗透到金属结构中去，而且材料中哪里的应力最大，氢原子就往哪里跑，并聚集在那里，使该部位的应力变得更大，当聚集的氢原子达到一定数量时，在它们聚集处就会发生突然的脆性断裂。

共振，一个幽灵
任何物体在产生振动以后，都会由于本身的构成、大小、形状等物理特性，使原来以多种频率开始的振动，逐渐固定在某一频率上振动，这个频率叫该物体的“固有频率”，因为它与该物体的物理特性有关。当人们从外界再给这个物体加上一个振动时，如果策动力的频率与该物体的固有频率正好相同，物体振动的振幅达到最大，这种现象叫做“共振”。物体产生共振时，由于它能从外界的策动源处取得最多的能量，往往会产生一些意想不到的后果。
18世纪中期，法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过，当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，致使226名官兵和行人丧生。究其原因是共振造成的。因为大队士兵迈正步走的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大甚至超过桥梁的抗压力时，桥就因此而断了。类似的事件还曾发生在俄国和美国等地。鉴于成队士兵正步走过桥时容易造成桥的共振，后来各国都规定大队人马过桥，要便步通过。
在我国的史籍中也有不少共振记录。唐朝开元年间，洛阳有一个姓刘的和尚，他的房间内挂着一幅磬，他经常敲磬解烦。一天，刘和尚没有敲磬，磬却自动响起来了，这使他大为惊奇，久而久之终于惊扰成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令，不但能弹一手好琵琶，而且精通音律（即通晓声学理论），闻讯前来探望。经过观察，他发现每当寺院里的钟响起来时，和尚房里的磬也会跟着响。于是曹绍夔拿出刀来把磬砍去几处，从此以后就不再自鸣了。
他告诉刘和尚，这磬的音律（即现在所谓的固有频率）和寺院的钟的音律一致，敲钟时由于共振，磬也就响了。将磬砍去几处就是改变它的音律，这样就不会引起共鸣了。和尚恍然大悟，病也随之痊愈。
登山运动员登山时严禁大声喊叫，因为在喊叫声中如果某一频率若正好与山上积雪的固有频率相吻合，就会因共振引起雪崩，后果十分严重。
 
永动机的永动谎言
通过能量守恒定律我们知道永动机是不可能被造出来的，但是在历史上，永动机在开始时并不是骗术，它来自人类对能源的渴求。古代的人们有三种渴求：长生不老、永不枯竭的能源和取之不尽的财富，因此出现了与之相对应的三种活动：炼长生不老药、造永动机和点石成金。这三件事情至今都没有做成，很可能永远也做不成，但也并不是毫无价值。
古人在炼丹过程中发明了火药；炼金术使得人们逐渐明了各种物质的性质，导致了现代化学的产生；对永动机的追求，使人们发现了热力学第一定律，进而奠定了现代物理学基础。人类早期一厢情愿的追求，产生了科学实践的畸形动因，引发了很多重要科学的发现。
永动机的构想，开始主要出现在机械学领域，后来逐渐转移到热学领域，在人们对电磁现象还不了解的时候，就有人尝试利用电磁制造永动机，现在，又转移到了生物学领域。永动机是指违反热力学基本定律的永不停止运动的发动机。
有人认为永动机这个名词不是很恰当，说“如飞轮之类，一旦开始运动，若无摩擦阻力作用，是可以永久继续运动下去的，这在实际上虽然不易实现，但是在道理上说得通，可以看作一种实际的极限情况。”他们还认为：“所谓永动机并不是指这种情况，不是试图去保持永恒的运动，而是期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，源源不断地得到有用的功。”
事实上，能量的转化是有方向性的，自然界里无论什么运动都会产生热，热向四周扩散，成为无用的能量。如果不补给能量，任何运动着的机器都会停下来，如果这种永动机真的能够制成，那么就可以不使用任何自然能源无中生有地得到无限多的动力。但是，至今永动机还是未能发明出来，没有任何一部永动机被实际地制造出来，也没有任何笫二个永动机的设计方案能经受科学的审查。
 
欹器的力学原理
我国古代最有名的学者孔子是鲁国（在今山东省西南部）人，他在鲁国首都曲阜办的私人学校学生很多。
一天，他在学生子路（仲由，公元前542～前480年）等人陪同下参观前鲁国之君桓公的宗庙。鲁国是有名的周公姬旦的封国，在各诸侯国中它保存西周文物最多，其中有不少文物连见多识广的孔子也没见过。在鲁桓公庙里见到一种欹器——倾斜的器具，他就不认识，便请教看庙人：“请问这是什么器具？”看庙人回答说：“这是放在坐位右边、用来告诫自己的器具。”孔夫子到底学问渊博，尽管他没见过欹器，可是听说过而且知道它的作用和意义，就让学生拿水来灌注欹器。原来，欹器适量灌水能正过来，灌满了水却倒扣过来，水倒空了又恢复倾斜。孔夫子就借此训诫陪同的学生们说：“恶有满而不复者哉。”即什么事都要做得适当，绝对不可做过头。
尽管孔老夫子讲的话不无道理，可是欹器的构造和原理又是怎样的呢？
可惜不仅当时的欹器实物没有流传下来，而且连它的具体构造古书上也没有任何记载。由于这种装置相当吸引人，因此历代都有不少学者去考证和复制它，还做出种种欹器的设计，不过他们都是根据自己的科学技术知识去揣摩的，不能代表孔夫子以前的古人。
现代考古的成就给欹器的来历提供了扎实的线索。1921年，考古学家在河南省渑池县仰韶村发现了我国新石器时代的一种文化——“仰韶文化”，后来逐渐弄清，它广泛分布在黄河中下游，持续时间是公元前5000～前3000年，大约就是传说中的神农氏炎帝的时代。考古学家发现，仰韶人特别喜欢使用一种好玩的尖底陶瓶来打水。这种陶瓶的半腰有双耳，可以穿进绳索。由于瓶子的重心在双耳以上，因此用绳子挂起来，由于瓶体是倾斜的，将它缒到河里去，它就能自己斜过来让水进去，并不需要摆动它，打起水来很方便。而陶瓶灌水六七成满后，它的重心降到双耳以下，使它能自己扶正，往上提时水不会倾洒出来，要是将它强按到水里去，盛满水后重心就升到比空瓶重心更高的位置，提出水面时，由于倾斜会把水倒出一部分，这种尖底瓶已具备了欹器的条件。后来可能就从它发展成起座右铭作用的欹器，所用的材料也不仅限于陶土，用青铜铸欹器会更精美。
 
半坡提水壶的力学
你到过农村吗？你见到过用水桶在井里打水吗？你会用水桶在井内打水吗？
用水桶在井里打水看上去容易，但操作起来并不是轻而易举的，任凭你在井沿上晃动绳子，但水桶只能进入小半桶水；只有使劲一摔，把水桶来一个底朝天才能打上满满一桶水；要是水桶能一进入井内水中就能自动汲满一桶水不是很好吗？
这个问题我们的祖先在5600年前已经完美地解决了，那就是半坡提水壶。
西安半坡仰韶文化姜寨遗址出土过很多珍贵文物，其中有几个尖底陶罐，带有耳环，经考证是提水用的壶，它一进入水中就能自动地汲满水。原来半坡水壶重心在壶的上部，进入水中时，重力与浮力组成的力矩使壶翻倒，于是不断进水直到装满。
在船舶进行设计计算时，要求重心越低越好，使稳定力矩始终大于倾复力矩，那时的船是不会翻没的。每一艘船有它的定倾中心，是船的浮力与船横截面对称轴的交点，当定倾中心高于船的重心时船是稳定的，当定倾中心低于船的重心时船就不稳定了。
半坡提水壶由于汲水的需要，它的定倾中心就低于重心，联想到救火时用的救火水桶，它是一个尖底的圆锥体，定倾中心自然低于重心了。
从半坡提水壶的结构可知，我们的祖先在5600年前就已对定倾中心与重心的相对位置有了非常的了解并付诸实践了。
 
神奇的“虹吸泉”现象
在距江西弋阳城30公里处有一条狭窄的山谷，山坡上有一个面积大约两平方米的小水池，水深不足尺且清晰见底。每隔数十分钟或数小时就会出现一种奇异的现象，池水不是平静的，它和海潮一样，忽涨忽落；所不同的是，涨时不知其来源，落时不知其去向。
对于这奇异的自然现象，人们自古以来就有许多传说，有的说池水是和大海相通的，有的说这是神仙在施行法术，但究竟如何始终是个谜。
在科学高度发展的今天，人们终于揭开了池水的秘密，原来这是一股特别的泉水，有人给它起了个科学的名字叫“虹吸泉”。
为什么叫“虹吸泉”，得先从“虹吸作用”说起。过去汽车司机给汽车加油时往往会将一根弯曲的管子的一端插入桶内油面下；另一端放在桶外，管端低于油面。加油时设法使管子里充满汽油，然后打开下端管口，这时汽油自动被管子源源不断地吸出，自下端管口流入汽车油箱内，管子吸油的作用就称为“虹吸作用”，弯曲的管子被称为“虹吸管”。
虹吸作用的发生是由于充满管子的汽油从下端放出时，管子里出现了近似真空的状态，气压骤降；大气压便将汽油压入管内，当汽油上升过弯曲顶端时，就被吸出。“虹吸泉”的形成也是由于“虹吸作用”的关系。发现“虹吸泉”的山是由石灰岩组成的，石灰岩的主要化学成分是碳酸钙，是比较容易被水溶解的一种岩石。
在漫长的地质年代里，石灰岩不断被雨水溶蚀，加上其他地质因素的变化影响，在石灰岩的表面和内部，生成了许多溶洞、溶沟，它们的形态千变万化，无奇不有。在某种特定条件下，当溶洞和溶沟发育成满足虹吸条件的形状时，便出现了“虹吸泉”现象，溶洞相当于贮有液体的容器；和溶洞相连的弯曲的溶沟相当于虹吸管。
溶洞贮有上部地表渗透进来的水，当水面上升到溶沟弯曲处的顶端时，溶沟开始向外吸水，直到将洞内存有的水吸干为止；然后溶洞又继续进水……如此循环不已。当溶沟向外吸水时，露在地表外部的与溶沟相通的小池“虹吸泉”开始“涨潮”；溶洞存水被吸干时，就出现“落潮”，涨、落时间的长短，决定于溶洞积水的时间，一般是雨季积水时间快，旱季慢。
由于“虹吸泉”的形态独特，生成条件苛刻，因此只有在非常巧合的情况下才能形成，所以至今在国内外文献上有记载的很少。
 
恶作剧的魔力
1938年夏天，陕西褒城的一条小河里，河水清澈，中流湍急，西北联大的一个学生刚跳下河去不久，就有一股魔力把他推向中流。
另外一件怪事是，在葡萄牙首都里斯本的飞机场上，一位年轻的姑娘刚下飞机就被一股强大的魔力举上了天空，如嫦娥奔月似的飘然而去。
这两件事看起来很奇怪，一时很难令人理解。其实根本没有什么魔力。早在1726年，瑞士物理学家伯努利就指出，在流体、流动的水或空气中，速度大的地方压强就小，速度小的地方压强就大。褒城的那条小河中流湍急，压强小，岸边的水流速小压强大，从而产生了一个压强差，就是这个压强差的魔力把人推向中流的。那位大学生自然会被吸向中流。
至于那位被举上天空的姑娘，则完全是一个偶然事件，因为正当她走下飞机时，另一架涡轮喷气飞机恰恰在附近着陆，发动机的吸气速度高达每秒一百八十米，由这样大的空气流速所产生的压力差，要把一个姑娘举向天空实在是轻而易举的。
为了更清楚地说明伯努利原理，我们不妨作几个有趣的小实验。
第一个实验，只需要一个漏斗和一只乒乓球。用手把乒乓球托在漏斗中，然后猛力向漏斗吹气，同时将手撤出。手虽然离开了乒乓球，但球却并不下落，无论漏斗口向前还是向下，乒乓球总恋恋不舍地在漏斗口附近不停息地跳动着。一旦停止吹气，乒乓球立即掉下来。这说明了在吹气时，乒乓球和漏斗内壁之间形成狭窄通道，空气流速增大则压强较小，而其他地方因气流流动缓慢，压强就大。
第二个是把两个盛糖果的空纸盒，用两根线挂起来，相距约五厘米左右。当你向这两个纸盒之间用力吹气时，由于空气流速增大，压强变小，结果是它们相互靠近，而且吹气越猛，两个纸盒靠得越近，甚至并拢起来。
第三是把一只乒乓球用胶粘贴在一根线上，提着它放进已经拧开水龙头的急流中，结果球并未被急流冲到侧方，即使因为重量而离开急流，仍然迷恋于急流之中。
 
基色猎熊与剡溪捕鱼
美国小说家杰克·伦敦曾写过一篇著名小说《猎熊的孩子》，文中描述了聪明的小孩基色猎熊的故事：“……基色威风地说：“男人们，快带着狗和雪橇，顺着我的足迹，走一天，在那里有一只母熊和两只小狗熊的肉，等你们去取。”
他的话大家都不相信，打白熊，而且是打带着小熊的母熊，是要冒很大风险的，基色怎么能完成这个奇迹呢？但女人们说，基色的确是带了小熊的肉回来的。……人们终于把基色打死的熊拖了回来。
基色猎熊靠的是什么呢？基色自己介绍道：“拿一块鲸油摆成一个小穴，把紧紧弯曲着的鲸须嵌在这个小穴内，再用一块鲸油封牢。然后拿到冷空气中，就成了一个冰冻的小球。熊吞了这个小球，油融化起来，鲸须就在它的肚皮里伸直起来，熊就不好过了。当它十分难受的时走近它，用矛将它杀死。”
原来，聪明的基色是利用了鲸须的弹力来捕猎白熊的。弹力可以猎熊，也可以捕鱼。
李白在《梦游天姥吟留别》中有两句诗：“湖月照我影，送我到剡溪。”剡溪是浙江省境内曹娥江的上游，东晋画家顾恺之叹为“千岩竞秀，万壑争流”，白居易称之“东南山水越为首，剡为面”，山清水秀，景色迷人。那里的人们勤劳、智慧，捕鱼除撒网、下钩、放鱼鹰、灯光诱捕外，还有用竹片。
浙江四明山、会稽山自古就是著名竹乡，剡溪一带竹的品种比较有名的就有17种。东晋时竹编技术已相当发达，当时王羲之的好友许询对剡溪的竹扇题过一首绝句：“良工眇芳林，妙思触物骋；篾短秋蝉翼，因助望舒景。”利用竹子是剡溪儿女长年积累知识的创造。
怎么利用薄竹片捕鱼呢？
首先把薄竹片弯成环状，用香饵固定，趁月色乘小划子在溪中放线，线上挂着一个个薄竹片环。夜里鱼闻香咬饵，薄竹片环随即弹开，撑住鱼嘴挂住了鱼。基色用鲸须弹力猎白熊，剡溪人用薄竹片弹力捕鱼，一中一外，一南一北，各有巧妙，却都是利用弹力为人类服务。
 
水为什么抽不上来
有一天，意大利物理学家托里拆利挖了一口深井，并装上抽水机。然而没想到的是，水怎么也抽不上来，这是为什么呢？为了揭开这个谜，他找来了一根约一米长的细玻璃管，一端封闭，从另一端灌满水银，然后用食指按住开口的一端，把玻璃管倒放入盛有水银的器皿中，放开食指，只见管中的水银面降到比管外器皿的水银面大约高76厘米时就停止了。
托里拆利又把玻璃管倾斜起来，进入管内的水银虽然多了一些，但是管内的水银面与管外水银面垂直高度仍然约76厘米。这些实验使托里拆利联想到，玻璃管里的水银柱上面没有空气，水银柱虽然有重量但是并没有落下来，说明器皿中水银对管内的水银柱有一个向上的托力。
这个托力在数值上等于76厘米高的水银柱的重量。但是托力从何而来呢？找不到别的可能性，于是他肯定这是大气在器皿里水银面上产生的压强而产生的。如果把玻璃管延长十几米长，把管中的水银用水代替，用同样的方法实验，管中的水面降到比皿中水面大约高10米时就停止了。这就说明大气压强相当于10米高的水柱产生的压强，当井深超过10米时，大气压强就无力把水压到井口了。
 
马德堡半球
一般成年人的身体将受到20吨重的压力，这岂不是要把人压瘪了吗！德国马德堡市市长奥托葛利克做了一个实验，他先用铜做了一个很薄的球，当从球内抽去空气时，铜球被大气压瘪了。他又做了一个十分坚固的空心铜球，分为两个半球，并且密封起来，然后把球内的空气抽光，整整用了16匹马拚命向两边拉，才勉强把球拉开。这就是著名的马德堡半球实验。
如果把铜球的活塞转动一下，让空气冲进球内，那就用不了多大力量也能拉开，这是因为流入球内的空气形成向外的压力能够抵消球外大气压力的影响。由于我们处在大气之中，所以感觉不到大气的压力，是因为我们身体里外的压力达到了相互平衡。
一袋水，用嘴噙着袋上的小口慢慢地吹气，塑料袋会慢慢地鼓起来。如果在桌子上放一个结实的大塑料袋，上面放着一桶水，如果说人能够用嘴吹鼓袋子，把水顶起起，大概谁也不会相信。早在十七世纪，帕斯卡就指出，液体压强的传递规则不仅适用于液体，同时还适用于气体。塑料袋的面积比起吹气口来说要大得多，吹气的压强按其原来的大小传递到整个塑料袋的各个方面，经过不断地吹气，空气产生的总压力就可以把一桶水顶起。
楚霸王能举起自己吗
楚霸王项羽是个有名的大力士。传说，有一天，项羽为了显示自己的力气，举行了一次力气比赛，比赛的项目有些奇怪，参加比赛的将军们既不拉硬弓，又不举鼎石，而是每个人端坐在椅子上，看谁能用手扳着椅子把自己举起来。据说众将皆输，唯独项羽一人取胜。
楚霸王真能把自己举起来吗？牛顿第三定律告诉我们，这个传说毫无科学道理。
牛顿第三定律又叫做作用力与反作用力定律。物体间相互作用的力是一对力，一个物体对另一物体有力的作用时，后一物体必然同时对前一物体有力的作用。自然界根本不存在这样的物体，它只对别的物体施加力，而不同时受到后一物体对它的力，同样也不存在这样的物体它只受到别的物体对它的力，而不同时对后一物体施加力，这一对物体之间相互作用力叫做作用力和反作用力。
人往地面上拍皮球时，皮球马上就会蹦起来。拍球使的劲越大，皮球蹦得也越高，皮球的跳动是由于它给予地面一个作用力，地面同时产生了一个反作用力把皮球弹回来。作用力越大，反作用力也越大，而且两力的方向还是相反的。
乘坐一艘小船在湖面上游玩时，桨插入水中往后击水，桨对水产生了作用力，水同时对桨产生反作用力，所以小船才能向前行驶。用柴刀劈柴，人通过柴刀把力作用在木柴上，木柴反过来也通过柴刀向人传递反作用力，使人手上有震动感感，人劈柴的劲越大，手就越感到震动的厉害。
作用力和反作用力是一对矛盾的两个方面，它们同时产生，同时消失，彼此作用于对方又受到对方的反作用。作用力和反作用力总是大小相等、方向相反的一对相同性质的力，也就是说要么都是弹力，要么都是摩擦力等等，这个普遍的力学规律叫做作用力反作用力定律。
 
没有被摔死的奇迹
如果一个飞行员从几千米高的飞机上无降落伞跳下居然没有摔死，你会相信吗？这却是一个真实的故事。
第二次世界大战中，一架袭击德国汉堡的英国战机被击中起火。坐在飞机后座的枪手一时拿不到放在机舱前面的降落伞，但又不想活活被烧死，于是他果断地无伞跳出了机舱。他刚刚离开飞机就爆炸了，此时飞机的高度是5500米。一分半钟以后，他就像一列高速急驶的列车，以200千米/小时的速度向地面落去。
当他从昏迷中醒来的时候，发现自己并没有摔死，只是皮肤被划破，身体多处被挫伤。闻讯赶来的德国人也感到惊叹不已，他们对所有的数据进行了准确的测量，结果也是全部正常，充分显示这是一个奇迹。
后来经过分析发现，机枪手下落是幸运的掉在了松树丛林里，而离他不远处就是开阔的平原。他先从松树上砸了一下，然后掉在积雪很深的雪地上，把松软的积雪砸了一个一米多深的坑。这样一来，机枪手和地面碰撞的力量被延缓了上千倍，冲力也大为减少。当然还有个原因是，他受到了空气阻力的保护，如果没有空气阻力，从5500米高的地方落下来，落地时的速度要达到180千米/小时左右，而空气的阻力使他的落地速度大大减少，这也是产生奇迹的原因。
这样一分析，大家就会发现许多没有摔死的奇迹都有它的道理。
西瓜炮弹引发的思考
如果说一颗子弹在一定条件下可以变得对人没有妨害，相反的情形也同样可能存在：一个“和平”的物体用不大的速度投掷出去，却可以起到破坏作用。1924年曾举行过一次汽车比赛，沿途的农民看到汽车从身旁飞驰过去，为了表示祝贺，向车上乘客投掷了西瓜、香瓜、苹果等，这些好意的礼物居然起了很不愉快的作用：西瓜和香瓜把车身砸凹、弄坏了，苹果落到乘客身上，造成了严重的外伤。
理由很简单：是汽车本身的速度加上投出西瓜和苹果的速度把这些瓜果变成了危险而又有破坏力的炮弹。一颗10克重枪弹发射出去以后所具有的能和一个4千克重的西瓜投向每小时行驶120千米的汽车所产生的能不相上下，当然，西瓜的破坏作用是不能跟子弹相比的，因为西瓜并没有像子弹那样坚硬。
等到高空大气层里的高速度飞行实现，飞机已经具备每小时3000千米的高速度，也就是有了跟子弹样的速度的时候，每一个飞行员就都会有机会碰到与此类似的情形，就是在这种飞机飞行的路上，每一个落在这架高速飞机前面的物体，对于这架飞机都会成为有破坏力的炮弹。
从另外一架即使不是迎面飞来的飞机上偶然跌落下来的一颗子弹，如果跌到这架飞机上，就等于从机枪射击出的一样：这颗跌下的子弹碰到这架飞机时候的力量，跟从机枪里射到飞机上的一样。
道理很明显，子弹跌到这架飞机上跟从机枪发射出来，它们的相对速度相等（飞机和机枪子弹的速度都跟每秒800米相近），因此跟飞机接触时候的破坏后果也一样。
人蝇的力学传奇
世界上只有苍蝇、蚊子等昆虫可以停留在天花板上，甚至鸟儿也能倒抓在天花板上，人却很难办到。可是，魔术师却能借助于力学装置成为“蝇”，倒吸在天花板上行走，人称“人蝇”。
剧场的天花板上挂着一块7.5米长的木板，木板朝下的一面刷上油漆并且打蜡上光，使其表面光洁平整，让吸盘可以牢牢的吸在上面。表演开始时，一位小姐坐在紧挨木板上面的秋千上，脚上穿一双像溜冰鞋那样的高帮靴子，在秋千上做一个倒立动作后，用脚蹬住那块木板然后双手放开秋千，头朝下身体挂在木板上。开始时她以很小的步子倒退着走，接着又往回返程，也是倒着走。
这个魔术成功的关键就在那双靴子上，原来这双靴子的鞋底里装有气动装置，每只气动装置所产生的吸力，足以支持两倍于表演者体重的重物。因此，当魔术师在天花板上行走时，即使只有一只脚与木板接触，它也足以把她牢牢吸在上面。当然，靴子里还有一套紧固装置，可以把表演者的双脚牢牢缚在靴子里，为了预防万一，天花板下设有一张安全网。
真假子弹的故事
世界著名魔术师托里尼每次演出时的压轴戏总是“退尔枪”，由他儿子扮演瑞士民族英雄威廉·退尔的儿子，将一只苹果放在他嘴中咬住。随即，托里尼请一位观众拿起一把手枪，在众目睽睽之下将一颗子弹推上镗，然后让他对准苹果开枪。随着“呯”的一声，子弹在烟雾中飞出，只见小托里尼安然无恙，而子弹却留在苹果中。
从力学角度思考，怎么也无法解释快速飞驰的子弹会被一只苹果挡住。其实这个魔术的窍门在子弹上，子弹总共有3颗，2颗是真的，1颗是假的。开始时观众拿的是一颗真子弹，当托里尼把它推上镗时换成了假子弹，这颗子弹看上去和真的一模一样，只是一受到压力就会粉碎。因此，一开枪它就马上散成无数细粒，像灰尘一样四处飞扬，观众看来还以为是子弹射出后的火药烟尘。当然，苹果中的子弹是事先埋藏在里面的真子弹，它当然与托里尼向观众出示的那颗真子弹一模一样。
这个魔术的关键是制造假子弹，它既要在外形上与真子弹一模一样，又必须在枪击的压力下碎成粉末。曾经有一位魔术师为了节约成本，表演时用的子弹在“肥皂弹”的外面滚拌上石墨粉。可是，有一天晚上演出时，“肥皂弹”却出了事故，它没有粉碎，结果打在表演者的脸上，使他受了重伤。原因在于那颗“肥皂弹”因为放置时间较长，肥皂本身干固了，射出后没有粉碎。
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比萨斜塔
比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，立于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上。广场的大片草坪上散布着一组宗教建筑，它们是大教堂（建造于1063年～13世纪）、洗礼堂（建造于1153年～14世纪）、钟楼（即比萨斜塔）和墓园（建造于1174年），它们的外墙面均为乳白色大理石砌成，各自相对独立但又形成统一罗马式建筑风格。比萨斜塔位于比萨大教堂的后面。
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钱塘江大潮
钱塘潮指发生在浙江省钱塘江流域，由于月球和太阳的引潮力作用，使海洋水面发生的周期性涨落的潮汐现象。
钱塘江大潮是天体引力和地球自转的离心作用，加上杭州湾喇叭口的特殊地形所造成的特大涌潮。每年农历八月十八，钱江涌潮最大，潮头可达数米。海潮来时，声如雷鸣，排山倒海，犹如万马奔腾，蔚为壮观。观潮始于汉魏（1～6世纪），盛于唐宋（7～13世纪），历经2000余年，已成为当地的习俗。
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不倒翁
不倒翁是一种形状像人而在造形和重量上制成一经触动就摇摆然后恢复直立状态的玩具。上轻下重，扳倒后能自动竖立起来，因而又称“扳不倒儿”。比喻某些善于应付环境而能长期保持自己权位的人，有贬义。
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玻璃：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成，主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。
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西游记
《西游记》，又名《西游释厄传》，是中国古典四大名著之一，由明代小说家吴承恩编撰而成。此书描写的是孙悟空、猪八戒、沙和尚保护唐僧西天取经、历经九九八十一难的传奇历险故事。《西游记》全书分为三大部分，前七回是全书的引子部分，一边安排孙悟空出场，交代清楚其出身、师承、能耐、性情；一边通过孙悟空在天、地、冥、水四境界穿越，描绘四境界风貌，建立一个三维四境界立体思维活动空间。
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坦克，或者称为战车，现代陆上作战的主要武器，有“陆战之王”之美称，它是一种具有强大的直射火力、高度越野机动性和很强的装甲防护力的履带式装甲战斗车辆，主要执行与对方坦克或其他装甲车辆作战，也可以压制、消灭反坦克武器、摧毁工事、歼灭敌方有生力量。坦克一般装备一门大口径火炮（有些现代坦克的火炮甚至可以发射反坦克/直升机导弹）以及数挺防空高射或同轴（并列）机枪。
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人造卫星
人造卫星：环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器。人造卫星基本按照天体力学规律绕地球运动，但因在不同的轨道上受非球形地球引力场、大气阻力、太阳引力、月球引力和光压的影响，实际运动情况非常复杂。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。人造卫星发射数量约占航天器发射总数的90%以上。
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葛洲坝
葛洲坝水利枢纽位于中国湖北省宜昌市境内的长江三峡末端河段上，距上游的三峡水电站38公里。它是长江上第一座大型水电站，也是世界上最大的低水头大流量、径流式水电站。1971年5月开工兴建，1972年12月停工，1974年10月复工，1988年12月全部竣工。坝型为闸坝，最大坝高47米，总库容15.8亿立方米。总装机容量271.5万千瓦，其中二江水电站安装2台17万千瓦和5台12.5万千瓦机组；大江水电站安装14台12.5万千瓦机组。年均发电量140亿千瓦时。首台17万千瓦机组于1981年7月30日投入运行。
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断裂力学
断裂力学，1921年英国科学家研究“为什么玻璃的实际强度比从它的分子结构所预期的强度低得多？”，推测“由于微小的裂纹所引起的应力集中而产生”，提出适合于判断脆性材料的与材料裂纹尺寸有关的断裂准则——能量准则。
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共振是指一个物理系统在特定频率下，以最大振幅做振动的情形。此一特定频率称之为共振频率。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。一些共振的例子比如有：乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振以及电路的共振等等。
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永动机
不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，故称为“第二类永动机”。
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欹（音qī奇）器，又常被称做歌器。它是一种灌溉用的汲水罐器，是我国古代劳动人民在生产实践中的创造。欹器有一种奇妙的本领：未装水时略向前倾，待灌入少量水后，罐身就竖起来一些，而一旦灌满水时，罐子就会一下子倾覆过来，把水倒净，尔后又自动复原，等待再次灌水。
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虹吸现象
虹吸原理就是连通器的原理，加在密闭容器里液体上的压强，处处都相等。而虹吸管里灌满水，没有气，来水端水位高，出水口用手掌或其他物体封闭住。此时管内压强处处相等。一切安置好后，打开出水口，虽然两边的大气压相等，但是来水端的水位高，压强大，推动来水不断流出出水口。
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漩　涡
水流遇低洼处所激成的螺旋形水涡。明孙蕡《次归舟》诗：“柁工鸣板避漩涡，橹声摇上黄牛峡。”峻青《海啸》第二章：“那急剧旋转着的漩涡，一个追赶着一个，疯狂地向着前面涌去。”刘白羽《长江三日》：“峡窄江陡，江面布满大大小小漩涡。”
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熊，食肉目，是属于熊科的杂食性大型哺乳类，以肉食为主。从寒带到热带都有分布。躯体粗壮，四肢强健有力，头圆颈短，眼小吻长。行动缓慢，营地栖生活，善于爬树，也能游泳。嗅觉、听觉较为灵敏。种类较少，全世界仅有7种，我国有4种：马来熊、棕熊、亚洲黑熊、大熊猫。除澳洲、非洲南部外，多有分布。
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抽水机
抽水机又名“水泵”。离心式水泵是利用大气压的作用，将水从低处提升至高处的水力机械。它由水泵、动力机械与传动装置组成。它广泛应用于农田灌溉、排水以及工矿企业与城镇的给水、排水。为适应不同需要，抽水机有多种类型。
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气体压强
气体压强与大气压强不同，指的是封闭气体对容器壁的压强，气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的。气体压强与温度和体积有关。温度越高，气体压强越大，反之则气体压强越小。一定质量的物体，体积越小，分子越密集。
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近代竞技举重运动兴起于18世纪末，最初盛行于欧洲。19世纪80年代初期，首先在英国而后在美国，人们开始将举重列为正式的比赛项目。
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战斗机
用于在空中消灭敌机和其他飞航式空袭兵器的军用飞机，又称战斗机。第二次世界大战前曾广泛称为驱逐机。歼击机的主要任务是与敌方歼击机进行空战，夺取空中优势（制空权）。其次是拦截敌方轰炸机、强击机和巡航导弹，还可携带一定数量的对地攻击武器，执行对地攻击任务。歼击机还包括要地防空用的截击机。但自60年代以后，由于雷达、电子设备和武器系统的完善，专用截击机的任务已由歼击机完成，截击机不再发展。歼击机具有火力强、速度快、机动性好等特点，是航空兵空中作战的主要机种，也可用于执行对地攻击任务。
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西　瓜
西瓜，属葫芦科，原产于非洲。西瓜是一种双子叶开花植物，形状像藤蔓，叶子呈羽毛状。它所结出的果实是假果，且属于植物学家称为假浆果的一类。果实外皮光滑，呈绿色或黄色有花纹，果瓤多汁为红色或黄色（罕见白色）。
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春蚕吐丝的力学
“春蚕到死丝方尽”，这是唐代诗人李商隐的著名诗句。殊不知，这诗中竞蕴含着十分有趣的力学知识。在蚕腹中有胶状丝液，而形成结实而又漂亮的蚕丝的主要条件是拉力。蚕丝不是从蚕嘴里吐出来的，而是通过嘴巴的流量调节用力拉出来的。在现代化学纤维工业中，人们在模仿蚕所做的工作，用“拉伸”的办法制造尼龙和涤纶等合成纤维。只是在开始做成丝状时先要对液体施加很大的压力，使从一个小孔中挤压出来后再去拉伸。如何又快又好地拉出丝来，正是流变学中“拉丝流动”所研究的内容。实际上，我们还比不上蚕，还不能象蚕那样只靠拉牵就能制出结实而漂亮的丝线来。蚕这个小生物身上还有许多问题有待我们去研究和探索。
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子　弹
子弹也称枪弹，指用枪发射的弹药，由药筒、底火、发射药、弹头构成。有时专指弹头。
我们平时看到的子弹头多数就一种颜色，但实际上，子弹的颜色有许多种、如绿色、红色、黑色和白色等，这是为什么呢？原来子弹的种类很多，用途也各不相同，为了在战斗中便于区别辨认，制造者便在弹头的尖端涂上各种不同的颜色。