如果我说“对于在河面上顺流而下的物体和在空气中下落的物体而言,它们的情形是相近的”,可能会有很多人感到出乎意料。通常,大家都认为,如果小船没有帆,也没有人划,它就会以水流的速度向下游流去。但是,这种观点是错误的。其实,小船的速度会比水流快一些。而且,小船越重,它运动的速度就越快。对于这一事实,那些有经验的木筏工人最有发言权。但是,对于很多初学物理的人来说,他们却并不一定知道这一点。就连我自己,也是在不久之前才明白了其中的道理。
下面,我们就来研究一下这个奇怪的现象。初看起来,这个现象让人很难理解。小船顺流而下的时候,怎么可能比浮载它的水的速度还要快?我们需要注意,河水载运小船的情况与运输货物的情况是不一样的。一般来说,水面都有一定的倾斜度,这样河水才会流动起来。也就是说,物体是在一个倾斜面上向下加速滑动的。而河里的水会跟河床有一定的摩擦,河水做的是匀速运动。显然,小船在河里自由滑行的时候,总有某个时刻,它的加速会超过河水的流速。然后,河水会对小船产生反向的制动作用,就像空气阻力会影响自由下落的物体一样。小船最后会得到一个速度。在以后的运动中,它都是以这个速度进行的,再也不会增加。如果物体的质量很轻,那么最终的速度就会来得早一些,而且,物体的速度也比较小。反之,如果物体比较重,它在水里得到的最终速度会大一些。
所以,从小船上垂下来的桨,肯定会落在小船的后面,因为桨比小船轻多了。但是,小船和桨都要比水流运动得快一些。如果是在急流中,这种现象会非常明显。
为了让读者对此有更深刻的认识,我们在这里引述一位旅行家的经历:
有一次,我到阿尔泰山区旅行。在比雅河上,我们乘坐木筏,从这条河的发源地,也就是捷列茨科耶湖,顺流而下,直到比斯克城。这段路程一共花了5天的时间。在出发之前,有人提出,木筏上乘坐的人太多了。
“没关系,”老木筏工人说,“这样速度会更快。”
“怎么可能?我们顺流而下,应该跟水流的速度一样呀!”
“不是的,木筏的流速比水流快多了,而且木筏越重跑得越快。”
一开始,我们以为老木筏工人在跟我们开玩笑。我们出发后,老木筏工人把一些木片丢到了河里。我们很快就发现,木片被我们甩在了后面。
不得不说,老木筏工人通过实践得出的真理在这里得到了证明,而且是显而易见的证明。
当我们漂流了一段时间后,陷入了一个旋涡。打了很多转后,我们才从旋涡里出来。开始打转的时候,木筏上面的一柄木槌掉到了水中,我们本想捞起它,但是它很快就漂走了。
“没关系,”老木筏工人说,“等咱们出了旋涡,很快就能追上,我们比它重多了。”
虽然我们在旋涡中纠缠了很长时间,但是老木筏工人的预言却真的实现了。
当漂到另一个地方时,我们遇到了一排木筏。它们一开始是漂在我们前面的,但是由于木筏很轻,上面没有乘客,不一会儿的工夫,我们就超过了它们。