【题】将一只苍蝇装在一个封闭的瓶子中,然后将瓶子放置在灵敏的天平上,如图所示。请问,当苍蝇飞离原来的位置时,天平上指示的刻度会发生什么变化吗?
【解】在一本科学杂志上曾经出现过这个问题,参与讨论的是六名工程师。他们并没有讨论出一个公认的答案,其中人们提供了各种各样的论据和说法,得出的解决方法却自相矛盾。
其实,我们可以不运用方程式,而是运用物理原理就可以分析出:如果苍蝇离开瓶壁后,是在空中的同一水平面上进行飞行,那么天平指示的刻度与苍蝇停留在瓶壁时是相同的,也就是说刻度没有发生任何变化。因为苍蝇离开瓶壁飞行在空中的同一水平面的时候,它的翅膀给空气施加了一个压力,而这个压力相当于它自身的重量。然后,这个压力就扩散到了瓶底。
但是,当苍蝇在瓶中上下飞行时,加速运动的苍蝇就处在力的作用之中,这时压力就变了。根据力的反作用,如果苍蝇开始向上飞时,就有朝上的力施加在它的身上,那么向下的力就是反作用力,即对瓶内空气所施加的力。当这个力在瓶中扩散时,就会使瓶子向下。相反,当苍蝇向下飞时,由于类似的原因,天平指示的刻度就会减少。