用拳頭打空氣,有受力物體嗎?很多人不假思索答錯此物理問題!

2021-01-07 物理畢業班

今天,有個網友問我一個物理問題:「如果拿拳頭打空氣,有沒有受力物體?」

這個問題問的好,我曾經在教初中物理力學第一節課時問過學生同樣的問題,結果絕大多數學生都不假思索中不約而同的回答:沒有受力物體!可以確定的是,沒有學過物理的人恐怕多數也會這樣回答。

那麼,到底用拳頭打空氣到底有沒有受力物體呢?

我們先來想一下,關於力是怎樣定義的呢?

在初中物理中:力是物體對物體的作用!

由此延伸一下這個力的概念,可以知道物體之間力的作用都是相互的,有施力物體,必然有受力物體,施力物體同時也是受力物體!而且這兩個力由於是一對相互作用力,因此大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上。

簡單來說,如果甲打了乙,那麼乙也必定同時打了甲,甲對乙的力與乙對甲的力等大、反向、共線、作用在兩人身上!

有人可能會說了,既然甲打乙和乙打甲的力是等大的,為什麼往往被打的會受傷害更嚴重、會覺得很疼,而打人的卻一般不太要緊甚至覺不出來怎麼疼呢?

這是因為打人者往往是用自己最堅硬強壯的部位去擊打被打者的薄弱部位,堅硬部位比如拳頭、肘、膝蓋、腳後跟等骨頭較多處,薄弱部位比如肚子、腰部、脖子等柔軟、肉多、神經末梢多、易折的地方。這些薄弱地方承受力弱,疼感較強,因此就會讓人誤以為被打者受力更大。

但是,如果用一個人的拳頭去擊打另一個人的幾乎相同的拳頭(都未經歷過抗擊打訓練或者都經歷過抗擊打訓練)的話,打人者和被打者的感覺應該是相差無幾的。也就是說力的作用本來就是相互的,有作用力就有大小相等、方向相反的反作用力!

那麼回歸開始的話題,用拳頭打空氣到底有沒有受力物體呢?

答案非常肯定:有!

舉一個比較淺顯易懂的例子,我們夜晚看到的「流星」,其實我們之所以能看到流星,是因為隕石在進入大氣層後,以非常大的速度落向地面,如此高的速度,空氣對它的阻力是非常大的,因此,在隕石與空氣摩擦的過程中,就會摩擦生熱直至燃燒,其燃燒發出的光到達人眼,人眼才看到了這瞬間的絢麗甚至多彩!

也就是說這就是一個物體與空氣之間產生相互作用力的活生生的例子。

其實,只要物體的速度足夠大,一粒沙子、一滴水、一片樹葉都可以產生巨大的威力,像電影中的那種武林高手用樹葉做武器的人,其實從物理的角度來說,只要速度足夠大是完全可以實現的!

那為什麼我們平時用拳頭打空氣,卻沒有打到空氣的感覺,也覺察不到拳頭受到空氣的反作用力呢?

這是因為,我們即便再快速打出拳頭,拳頭速度也太小了,從而導致與空氣的相互作用力太小,幾乎到了可以忽略的程度了,因此根本感覺不到空氣的存在。

如果,(我是說如果,但是千萬不要隨便亂試!)如果我們坐著飛機乃至火箭,把飛機或者火箭打開一個窗戶或者孔,然後用一隻拳頭去擊打空氣,你一定能感覺到你的拳頭受到了很大的反作用力!

其實,利用反作用力的例子很多,比如用船槳划水,火箭升空,直升飛機上升等等,這些例子也是初中物理題中經常出現的例子。

綜上所述,用拳頭打空氣,有受力物體,受力物體就是拳頭周圍的空氣!

中學生朋友們,物理有趣且有用,養成勤於思考、見物思理的習慣吧,為了美好的未來,加油!

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