当我们拿着一根点燃的蜡烛从房间的一头走到另一头时,会发现烛苗向后倾斜。那么,如果我们事先把蜡烛放在封闭的灯笼里,然后提着灯笼走时,烛苗会倾斜吗?如果我们提着灯笼匀速地转圈,烛苗又会发生什么变化?
有的人可能以为,把蜡烛放在封闭的灯笼里,移动时烛苗不会发生任何倾斜,这其实是错误的。
我们还可以用点燃的火柴代替蜡烛进行实验。在走动的时候,我们用手护住火苗,但是火苗依然会发生倾斜。不过,令人惊讶的是,火苗是向前倾斜,而不是向后倾斜。火苗为什么会向前倾斜呢?
这是因为,火苗的密度比周围的空气小。在同等的作用力下,密度小的物体产生的运动速度更大,灯笼里的蜡烛也是一样,当我们提着装有蜡烛的灯笼行走时,由于烛苗比空气的速度快,于是烛苗会向前倾斜。
运动时,火苗的速度会比周围空气的速度更快。根据这一原理,我们可以得出:当我们提着装有蜡烛的灯笼进行圆周运动时,火苗会向内倾斜,而不是向外。
实际上,这个现象很容易理解,如果我们观察过离心机里面旋转的小球中水银和水的运动状态,就可以理解这里烛苗为什么向内倾斜了。在离心机里旋转的小球中,水银离旋转轴的距离比水远。如果我们把沿离心轴向外的方向看成下方,那么水就像浮在水银上一样。
前面提到,因为烛苗比周围的空气轻,所以当灯笼旋转时,从灯笼往旋转轴的方向看,烛苗就像浮在空气上一样。