商品編號:DJAK1S-A900FP18J
物理君與薛小貓的生活科學大冒險:從家裡到太空,腦洞大開的226個物理現象與原理
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商品詳情
作者: | |
ISBN: | 9786267044810 |
出版社: | |
出版日期: | 2022/11/07 |
內文簡介
- <內容簡介>
一個人,一隻貓,
一座奇幻物理島,
一堆老師不教、爸媽不會、不問憋得慌的物理問題,
一場奇妙的科學冒險之旅。
深夜做完實驗準備回宿舍的高材生物理君,
突然被一股神秘力量吸進路邊人孔蓋,掉到「悟理島」,
在島上駐守的貓咪薛小貓告訴他,
必須回答多道物理問題,
獲得7種解鎖道具,衝破8個關卡,
才能回到原來的世界。
為了順利回家,物理君使出畢生所學,
帶著薛小貓一路過關斬將,
回答各種家裡、餐桌上、學校、路上、電子產品裡、天氣裡等日常生活中可能遇到的物理問題,包括:
毛巾要用多大的力氣才能擰乾?
牛奶為什麼能解辣?
聲音可以滅火嗎?
飛機的窗戶為什麼是橢圓形的?
為什麼彩虹是彎的不是直的?
為什麼下雨前白雲會變烏雲?
還有一些充滿想像力的奇特問題,例如:
人為什麼無法穿牆?
把地球冷凍一下能緩解溫室效應嗎?
怎麼造一顆恆星?將它放入宇宙會發生什麼事?
跟著物理君與薛小貓漫遊神奇的悟理島,
在充滿知識與趣味的解題過程中,
學習那些日常經常看到、不太知道為什麼、但是又很有趣的物理現象,
探索萬事萬物的奧秘。
★名人推薦:
中科院物理所的「靈魂問答」又來啦!這些提問都來自對世界充滿好奇心的人,其中一定也有你「問在心頭口難開」的問題。跟著「物理君」一起開啟物理冒險之旅吧,你會在其中發現更多萬物的奧秘。
──知識型YouTuber 李永樂老師
★目錄:
前情提要
家裡的物理——布里淵社區
腦洞時刻
解鎖工具:自行車
飲食裡的物理——梅納廣場
腦洞時刻
解鎖工具:汽車
學校裡的物理——悟理學院附中
腦洞時刻
解鎖工具:公車
電子產品裡的物理——010數位城
腦洞時刻
解鎖工具:飛機
光學裡的物理——牛頓光谷
腦洞時刻
解鎖工具:高鐵
天氣裡的物理——可楨氣象館
腦洞時刻
解鎖工具:太空電梯
天文裡的物理——悟理號太空站
腦洞時刻
解鎖工具:太空船
研究所裡的物理——悟理學院
腦洞時刻
尾聲
<作者簡介>
中國科學院物理研究所
中國科學院物理所成立於1928年,是以物理學基礎研究與應用基礎研究為主的多學科、綜合性研究機構。
在中國高校及科研院所中,中國科學院物理所是第一批「玩轉科普」的。物理所官方公眾號依託學科優勢,向喜愛科學的廣大讀者推送兼具科學性、趣味性的科普文章。目前,公眾號已有100萬關注量。公眾號內容豐富多彩,活潑有趣,原創內容豐富,包含「問答」、「正經玩」、「線上科學日」等多個欄目。
「問答」是物理所公眾號的王牌專欄。在物理所從事科學研究的一批優秀專業人員通過該欄目與讀者互動,用幽默通俗的語言解答讀者對科學的各種疑問。
★內文試閱:
‧前情提要
「唉……今天的光學實驗又廢了!」從M樓出來,物理君習慣性地望瞭望天,獵戶座已經西垂。這已不是物理君第一次這麼晚回去,最近一直都在實驗室熬到深夜兩三點,回到宿舍時室友都已經呼嚕連連了。步入博士最後一年,卻遲遲沒有好的結果,想著早上洗臉又掉下一根長度3.012cm的頭髮,物理君煩躁地把腳邊一顆石子踢進草叢。看著石子以斜角30°、5m/s的初速度飛出去,物理君長籲了一口氣,稍微舒緩了一下煩悶。
「喵嗚—」一聲尖厲中帶著可憐的貓叫打斷了物理君還沒出完的這口氣。「啊,不會踢到貓了吧?」一向愛護花花草草和小動物的物理君連忙循聲走過去,可張望四周卻並沒見到貓的影子,倒是石子落下的位置正好是物理所「網紅人孔蓋」之一的「薛丁格的貓」。
物理君蹲下來打量著這只上半身完整、下半身只剩骨架的貓,一臉疑惑:難道剛才是這隻貓叫的嗎?開玩笑,看來我是太需要睡眠了……
就在將要起身的一刹那,物理君突然感到手腕被什麼抓住,伴隨著一聲頻率為4700Hz的貓叫以及極強的失重感, 物理君眼前一黑,被人孔蓋吸了進去。
微風拂過,幾片落葉掩住了人孔蓋上的貓影,一切陷入了沉寂,唯有微微振動的人孔蓋預示著即將發生的不同尋常的故事。
「喂,你醒醒!你快醒醒!」迷迷糊糊間,物理君感到自己的臉火辣辣地疼,還有一個略顯熟悉的聲音在叫他。
睜開眼睛,物理君發現自己已經身在一個完全陌生的地方。「又是一隻迷途羔羊。」旁邊傳來一聲歎息,物理君卻看不到說話的人。「別找了,我就在你腳邊。」說話的竟然是一隻貓!
「這是哪裡?我死了嗎?為什麼你會說話?」物理君一連三問。貓咪答道:「這個島名叫『悟理島』,以每個人都對物理問題充滿好奇著稱,我是薛小貓,我每年都會遇到一個穿越過來的人。」「等等等等,你的意思是我穿越了?」物理君驚呼道,「可是我的實驗還沒有完成,明天的討論也還沒準備呢,你快幫幫我,怎樣才能回到原來的世界?」薛小貓輕輕擺了擺尾巴:「穿越回去?我可幫不了你,但我知道到這個島上的『悟理學院』去有可能實現這個事。我們去前面的社區打聽打聽怎麼去悟理學院吧。」
‧摘文
徹底擰乾毛巾需要多大的力?
很遺憾,毛巾是無法被徹底「擰」乾的。毛巾主要由脫脂純棉製成,主要成分是纖維素,而纖維素中有大量親水性的羥基,水分子會在氫鍵的作用下與纖維素結合形成結合水,同時由於水的表面張力,毛巾中的縫隙也因毛細現象而可以大量儲存水分,這是毛巾吸水的主要原因。將毛巾縫隙中的水分擰出來時,仍然會有部分水分以結合水的形式儲存於毛巾中,可以透過曬太陽去除這一部分水。
如果一定要以手擰的方式盡可能地達到理想的效果,就需要參考1200轉/分的洗衣機脫水功能。假設滾筒半徑0.2m,毛巾平均質量為500g,我們透過「甩」的方式需要維持約1579N的力,利用此力大約可以舉起161kg的物體(接近69kg級抓舉舉重的世界紀錄水準……)。而且,這是「甩」不是「擰」,「甩」的時候,因水分子受到的附著力不足以提供圓周運動的向心力,因而脫離毛巾,「擰」並不會直接作用到水分上,此時水仍可以透過黏滯力吸附在毛巾上,也就是說,即便我們使出了舉重世界紀錄水平的力氣去擰一條毛巾,也不可能把它擰到像洗衣機脫水過的那樣乾。
聲音可以滅火嗎?
聲音可以滅火,但不是所有的聲音都可以。美國喬治梅森大學工程專業的兩名學生發明了手持聲波式滅火器,其原型包括音頻發生器、放大器和一個準直儀。音頻發生器可以產生一些30~60Hz的低頻聲波,放大器將聲波信號放大,準直器將這一部分聲波瞄準火焰方向,可以撲滅一些小型且受控的火災。我們可以從兩個方面考慮聲波式滅火器的工作原理,一是燃燒的條件,二是聲音的本質。
燃燒需要三個條件:可燃物、氧化劑和熱量。聲音的本質是物質振動在空中的傳播,一般的聲音振動很小,但可以透過耳膜的微小振動被人體感知聽到。在滅火中,放大器將聲波的振動幅度加強,準直儀將聲波瞄準燃燒現場,從而使作為振動介質的氧氣分子在特定頻率下短暫地與燃燒物分離;如果燃燒速率不夠大又來不及與下一部分氧氣繼續燃燒,則失去氧氣的補給便可抑制燃燒過程,從而達到滅火的目的。然而,除非可以製造一個超級大的放大器和準直儀,不然聲音滅火還是不適用於大型火災現場。
一隻蚊子飛入一個空瓶而不碰瓶壁,會增加瓶的重量嗎?
雖然瓶體作為一個物體,自身的質量不會因為飛入蚊子而改變,但是如果這個瓶子被放在了一個秤或天平上,那麼這個秤或天平的示數是有可能改變的。
在瓶中的蚊子,為了克服地球的重力,必須扇動翅膀以獲得一個向上的升力。在得到這個升力的同時,它附近的空氣因為被翅膀向下扇動從而有向下流動的趨勢。如果瓶蓋完全蓋上了,那麼流動的空氣持續地撞擊瓶子的底部,相當於給瓶子施加了一個力,使用足夠靈敏的天平或者靈敏的電子秤,其示數就會發生變化。或者換個角度,如果瓶子是密封的,可以把瓶子、瓶內空氣和蚊子看作一個整體,如果蚊子平穩懸空在某一位置,那麼這個系統處於一個平衡態,其總質量應該是瓶子、空氣和蚊子之和,相當於蚊子的「體重」透過瓶內的空氣傳遞給了瓶底。
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