冰箱貼吸附在冰箱上是否需要耗能?若不耗能,為何還能永遠不掉?

2020-11-29 科學信仰

本文參加百家號 #科學了不起#系列徵文賽。

冰箱貼是一種有趣的家居飾品,因其具有紀念性質,所以成為了很多旅行愛好者的收集品。冰箱貼之所以能夠吸附在冰箱上,是因為冰箱貼的背面裝有磁鐵,而冰箱的外殼是由鐵皮製造的。

一個吸附在冰箱上的冰箱貼,如果我們不去動它,那麼它會一直呆在那裡,只要地球還存在一日,它就永遠不會移動,更不會因地球的引力而掉落下來。那麼問題來了,千年萬年,冰箱貼一直吸附在冰箱上,也就是一直在與地球引力相對抗,那麼它是否需要耗能呢?它的能量是從何而來呢?很多人可能對此有所誤會,認為一旦發生了力與力之間的對抗,就會耗能,實則不然,在物理學上,力與力的對抗並不一定要消耗能量。具體到冰箱貼的問題上來,我們首先要弄懂到底是什麼力使得冰箱貼可以不掉落。

真正使得冰箱貼不會掉落的並不是磁鐵和冰箱之間的吸引力,磁鐵的作用只是讓冰箱貼緊緊貼在冰箱上,而真正阻止它掉落的是緊貼之後,冰箱貼與冰箱之間所產生的摩擦力。

冰箱貼的問題實際上就是一場摩擦力與地球引力之間的對抗,而在這場對抗之中,無論是地球引力,還是摩擦力,它們都沒有做功。當一個物體受力並且在力的方向上發生了移動,那麼力便對這個物體做了功,在這個問題上,摩擦力是向上的,而引力是向下的,顯然冰箱貼是受了力的,但冰箱貼只是靜止呆在冰箱上,既沒有向上移動,也沒有向下移動,所以很顯然沒有力對冰箱貼做功,既然沒有做功,自然也就不需要消耗能量了。當然,這只是針對冰箱貼而言的,如果我們把冰箱貼中的磁鐵去掉,讓人用手指將冰箱貼按在冰箱上,情況就有所不同了。

雖然冰箱貼沒有多少重量,但如果一個人用手將沒有磁鐵的冰箱貼按在冰箱上,過不了多長時間就會感覺到手臂酸痛,最終一定會難以支撐。

不是沒有做功,也不消耗能量嗎?為什麼人還會感覺到累呢?因為人在做功。人的確是沒有對冰箱貼做功,因為冰箱貼並沒有在人施加力的方向上發生移動,但人體的內部卻一直在做功。人之所以能夠將冰箱貼按在冰箱上,是因為對冰箱貼施加了力,而為了施加這個力,人體內由肌動蛋白所組成的細肌絲需要不斷在由肌球蛋白所組成的粗肌絲上滑動,而細肌絲的滑動是依靠細肌絲上的「橫橋」來進行撥動的,也就是說橫橋一直在做功,既然做功,那麼就一定要消耗能量。

起初,能量供應充足,所以細肌絲的滑動很快,我們也不感覺勞累,而隨著時間的持續,能量供給跟不上了,細肌絲的滑動變慢,我們就會感覺疲累,手臂也會隨之抖動,所以人是無法一直將冰箱貼按在冰箱上的,同樣的道理,人也無法一直保持著其它的靜止狀態不動,比如一直站立,因為這種行為表面上不做功,但實際上人體內部一直在做功耗能。

當然了,這只是針對人而言的,在自然界中有很多動物能夠通過鎖定肌腱來維持一個靜止的狀態,此時它們是不耗能或者是低耗能的,比如站在樹梢上的鳥。既然人需要耗能才能夠將冰箱貼按在冰箱上,那麼為什麼磁鐵就可以在不耗能的情況下讓冰箱貼永不掉落呢?磁鐵和冰箱之間的結合依靠的是電磁力,而電磁力是四種基本力之一。

不要認為電磁力是什麼很高大上的東西,事實上電磁力是一種最接地氣的力,我們所接觸到的所有力基本都是電磁力,化學反應,小到物質的結合都是電磁力作用的結果。

電磁力如此強大嗎?一塊小小的磁鐵竟然可以輕鬆對抗引力,讓冰箱貼永不掉落?電磁力的確十分強大,但電磁力可以對抗引力並不是因為強大,而是因為引力太弱了。引力是四種基本力中最弱的力。任何有質量的物體之間都具有相互的引力作用,但由於引力太弱,所有這種作用通常無法察覺,即使是兩輛重達幾十噸的坦克,它們也無法顯現出一點相互吸引的態勢,所以只有宇宙天體這種級別,我們才能夠感受到它們的引力,但不可否認的是它仍然很弱,想一想,整個地球的引力都在把手機向下拉,但我們毫不費力就可以把手機拿起來,在這場與地球引力的對抗中輕鬆取勝。

相關焦點

  • 冰箱貼吸附在冰箱上是否需要耗能?若不耗能,為何還能永遠不掉?
    冰箱貼是一種有趣的家居飾品,因其具有紀念性質,所以成為了很多旅行愛好者的收集品。冰箱貼之所以能夠吸附在冰箱上,是因為冰箱貼的背面裝有磁鐵,而冰箱的外殼是由鐵皮製造的。一個吸附在冰箱上的冰箱貼,如果我們不去動它,那麼它會一直呆在那裡,只要地球還存在一日,它就永遠不會移動,更不會因地球的引力而掉落下來。那麼問題來了,千年萬年,冰箱貼一直吸附在冰箱上,也就是一直在與地球引力相對抗,那麼它是否需要耗能呢?
  • 一塊磁鐵吸在冰箱側面幾十年不掉,克服重力的能量從哪裡來的?
    圖示:冰箱貼美化生活,冰箱貼不會掉,是依賴磁力和摩擦力,只要這兩者之和能對抗重力就不會掉落,物理世界中力和力對抗並不耗能。先拋開磁鐵,讓我們想想一個木塊放在有摩擦力的斜面上,它也可能靜止地呆在斜面上幾十年不下滑,那麼幫助它克服重力需要消耗任何能量嗎?不需要,只需要摩擦力=重力的分量,那麼就能保持靜止不動。
  • 磁鐵吸附在冰箱側面能幾十年不掉,它克服重力的力量是從哪來的?
    日常生活中,人們常常在冰箱側面貼上一些可愛的小物件來加以點綴,我們都知道,這些小物件之所以能夠貼在冰箱上,其本質就是它有一塊磁鐵,根據我們的經驗來看,在不加幹預的情況下,這些磁鐵能夠吸附在冰箱側面很長一段時間,甚至可以說幾十年都不會掉。
  • 冰箱除臭用什麼效果最好?老保姆告訴你,冰箱貼上它,一年不擔心
    如果說我們的胃是儲存食物的地方,那麼冰箱就是保鮮食物的保險柜。無論是什麼食物,只要是需要冰箱保鮮的,都會統統塞進去。久而久之,冰箱就會摻雜著各種食物的味道,如果沒來得及清理,就會傳出一陣陣的臭味。那麼冰箱除臭該用什麼效果才是最好的呢?今天老保姆就告訴你,在冰箱裡用上這塊酌希冰箱祛味貼,一年都不用擔心。祛異味效果好不好,要看它的吸附速度。
  • 矽膠冰箱貼的用途你知道有哪些?
    比單色的好要看得多,產品由矽膠原材料加工而成,通過中間包磁鐵或者外貼磁鐵方式加工而成!這樣就可很好的吸附於冰箱外表上,或者其它鐵質品均可吸附!好多人都知道這款產品叫矽膠冰箱貼,你可知道冰箱貼的用意何在?到底有哪些作用呢?只是用來好看嗎?肯定不單單是這麼一點用途。下面細細道來矽膠冰箱貼有哪些用途吧!
  • 矽膠冰箱貼價格是多少錢_冰箱門矽膠防撞貼
    矽膠冰箱貼選擇多色一體造型設計,在其表層可以刻畫出各種圖案的造型設計,給枯燥乏味的日常生活增添一點色彩。另外冰箱也可以用來裝飾設計,冰箱一般用一種色調,可能看起來沒什麼好看的,但貼這個矽膠後冰箱就不一樣了,還要貼很多不同種類的冰箱是否也有吸引力呢。
  • 創意冰箱貼讓你愛不釋手
    這款水滴冰箱貼採用了全透明的材料製造,從遠處看上去,好像一滴真實的水滴滴在冰箱表面一樣,真實度足夠以假亂真。水滴冰箱貼具有超強的磁性,可以有效吸附在冰箱門上,不會輕易掉落。在使用的時候,和傳統的冰箱貼並無兩樣,可以粘貼在冰箱門的任意位置上。值得一提的是,為了避免水滴會有千篇一律的感覺,設計師還將水滴設計成不同大小的形狀,讓水滴看起來更為真實而自然。
  • 為什麼冰箱貼有一面貼不住冰箱?其實這和粒子加速器是同款技術
    你有沒有發現這個問題:現在的冰箱貼,為什麼只有一面能吸住冰箱,另外一面放到冰箱上後吸不住,會掉下來?這不太對啊,磁鐵不是應該兩面都有磁性嗎?為什麼會一面貼不住呢?關鍵概念哈爾巴赫陣列材料和操作如果你家有那種屁股後面沒有圓柱形磁鐵的冰箱貼,可以用來觀察這個現象:把冰箱貼正面貼著冰箱,看看它會不會掉下來。這背後的原理一會兒解釋。
  • 各國冰箱貼有啥玄機?以為中國冰箱是貼符的,原來最勵志
    在許多國家的文化中,把冰箱變成「留言板」這種方式很受歡迎,據說不僅可以用一種更溫馨的方式與家人交流,還能夠有節省資金、減少開支的功能。哦~原來那些貼在冰箱上的紙條,是冰箱的魔法嗎?哈哈......那就讓我們來看看各國的主婦們,冰箱都是哪種「風格」的?據說,為了節省電費,日本的阿姨們將存放在冰箱中的東西都列出了一個清單,並將其放在冰箱門上,有的還畫了食物圖,就更便於一目了然。每次冰箱裡的東西增了減了,她們也都會在清單上增增減減。例如,取出蘑菇就在清單上劃掉蘑菇。這樣,除了避免忘記是否有蘑菇之外,你不用打開冰箱就能知道。
  • 冰箱不製冷的原因 冰箱不製冷怎麼辦【詳解】
    冰箱不製冷的原因是什麼 ?冰箱是一種使食物或其他物品保持冷態、內有壓縮機、製冰機用以結冰的櫃或箱;帶有製冷裝置的儲藏箱。 調研發現一般家用電冰箱的容積通常為20~500升。 冰箱不製冷的原因有哪 些?
  • 關於冰箱貼的故事
    因為老公老記不住做課間操 ,想買個提醒標籤貼冰箱上,提醒他喝水,提醒他一個小時挪下屁股,起來動動,對頸椎好。他說貼他腦門上。在選冰箱貼時,想著也可以給小熹做玩具 ,就買了個五顏六色的,想著她會喜歡。貨到等她來開箱。結果是肯定的,昨晚一到,看到這個五顏六色的東西就尖叫,各種興奮。大愛,滿屋跑,各種搬運。
  • iPad2智能機蓋可做冰箱貼顯示器
    iPad2智能機蓋可做冰箱貼顯示器 2011年03月17日 10:20作者:李晶編輯:李晶文章出處:泡泡網原創     泡泡網平板電腦頻道3月17日 iPad 2配件中那款磁性吸附力強大的「智能機蓋」(Smart Cover),被找到了更能發揮其潛力的地方,那就是充當冰箱貼。
  • 冰箱上別傻傻擺放這些物品,壽命短又耗電,回家我也改了
    冰箱上別傻傻擺放這些物品,壽命短又耗電,回家我也改了   現實生活中,我們做不到極簡主義,只能更加合理的利用已有的空間。很多情況下,我們都能注意到,家裡面各種有用的、沒用的東西散滿了各個角落的空間。就連冰箱頂上這一塊也不放過。這一小塊平整的空間,很利於我們放東西。
  • 老外真會玩 新iPad Pro成為史上最貴冰箱貼
    另外,它還多了一個有趣的設計,那就是新一代Apple Pencil可以通過磁吸的方式,依附在最新的平板上,這樣就很好的解決了觸控筆丟失的可能。而從iFixit的拆解來看,新iPad Pro的背面還分布了許多強力磁鐵,這是為了和蘋果官方的鍵盤保護殼磁吸連接而設計的。
  • 包貝爾上《中餐廳》自帶翻譯器,卻把冰箱貼的英文說錯還不自知?
    包貝爾從國內帶了一些冰箱貼過來,是想給送顧客作為小禮物。因此,在一桌客人用餐結束後,包貝爾就從櫃檯處抽出一張冰箱貼,同時還拿出他的「神器」翻譯了一下,聽到「Refrigerater stickers」後,他跟著默讀了一下,覺得很簡單。
  • 冰箱壓縮機不工作了,是冰箱損壞了嗎?
    冰箱的正常工作是個冰箱壓縮機分不開的,壓縮機是冰箱的心臟,如果壓縮機損壞,也會導致冰箱無法正常製冷,如果冰箱壓縮機不工作,是冰箱故障嗎?一起來看看吧!
  • 測評小米眾籌復古冰箱,適合單身公寓,原來冰箱不需要那麼大!
    小吉冰箱這次沒有加入把手,開啟時需要拉動上方的凹槽。採用加西貝拉壓縮機,號稱世界冰箱的心臟,敢給自己起這種名字,產品質量肯定過硬。冰箱背部採用可燃性材料,所以儘量不要放置在廚房,畢竟這冰箱可以百搭,放置家中任何地方都不尷尬,冰箱採用220V,110W的功率進行供電,還繪製了一副電路圖,對於我這種文科生,反正是看不懂的!內部:麻雀雖小五臟俱全
  • 開學第一課:藏在冰箱貼的秘密
    學校以「傳遞文明,拒絕浪費,我們都是代言人」為主題,讓師生珍惜糧食、節約糧食,杜絕「舌尖上的浪費」,引領節約健康的「新食尚」,為廣州文明城市創建工作助力。開學典禮上,師生收到學校送出的開學禮物——一個印有「拒絕『舌尖』上的浪費」的東風東學子專屬冰箱貼。據悉,冰箱貼上還附帶了一個二維碼,師生們回家後可以貼在冰箱門上,每天記錄用餐情況,爭做「愛惜糧食」的小衛士。
  • 這個法棍冰箱貼簡直了,和真的一模一樣!
    冰箱貼作為家居裝飾,不但可以裝飾冰箱,還可以陳列在書桌、柜子等地方,作為具有「留言板」功能的小萌物,冰箱貼還能夠溫馨的促進家人間的交流。冰箱貼形式多樣,非常的受大家歡迎,最近幾年還成為旅遊紀念必買之物。
  • 冰箱不製冷的故障維修
    如果燈不亮則用電筆或萬用表檢查電源插座是否有電、電奧馬冰箱的電源插頭是否接插良好。因為電源沒有插好的原因導致奧馬冰箱不能正常的製冷,只要將電源插好就行了。 二、用萬用表檢查電源電壓是否低於187 伏,因為電奧馬冰箱按國家標準正常使用電壓為187V—242V,低於187伏電奧馬冰箱的壓縮機得不到有效的正常啟動。