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蚂蚁极有可能推动地球

2022-04-20 13:35阅读：

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说蚂蚁能推动地球，别不信
席金合
说一只蚂蚁能推动地球，恐怕大多数人听后会直摇头，认为是天方夜谭。地球那么大那么重，而蚂蚁却那么弱小，勉强能搬动一粒麦子，怎么可能推动地球这样的庞然大物呢?恐怕连鸡蛋都推不动吧！其实，这种说法不是科幻，更非神话，而是严谨的科学推断。假若把地球放在绝对光滑的平面上，捉来一只蚂蚁，让它伸着纤细的小腿去推，地球看似岿然不动，实际上已经动了，只是移动得极慢，令人无法看清而已。
蚂蚁极有可能推动地球
也许有人认为，应该是地球有多重，就用多大力才能推动吧，而蚂蚁的臂力，根本无法与地球的重量相比，悬殊太大，即使数以万计的蚂蚁，也没有这个能力。殊不知，能否水平推动一个物体，与物体的轻重无关，推力大小也不起决定作用；而取决于水平方向的阻力。寺庙里悬着的大古钟，敲击或推它一下，会看到有微小摆动；如果将其扣在地上，一个人死活也推不动，原因是粗糙不平的地面，对古钟造成了很大的摩擦阻力。
古钟虽重，但重力始终向下，当悬着时，水平方向上除可忽略不计的空气阻力外，再没有其他力来对抗；所以，人一推就动。同样的道理，置于绝对光滑平面上的地球，假设重力也竖直向下，那么在水平方向也无任何阻力，蚂蚁力量再小，也能推动它；可是，如果让蚂蚁向上举地球，绝对举不起来；因为它的臂力比地球的重力，不知要相差多少！
明白这个道理很有用。在未来的某一天，假若有一颗失控的小行星，从宇宙深处向地球飞来。为了避免一场可怕的天文灾
难，在它远未进入大气层时，提前发射一枚导弹，避开它的正面而向某一侧撞去；那么，小行星即使有月球大，也会改变方向离地球而去。显然，选择最佳方向，施加较小的力，就能使物体转向或运动。这种“四两拨千斤”的事例不少。
蚂蚁极有可能推动地球
观赏杂技节目时会看到:一名大力士弯腰弓背拉一辆汽车，眼看头上的青筋都突了起来，观众也咬着牙暗自为其鼓劲；很快，停放在平地的汽车，竟然被拉动了；对此，大家喝彩的同时，觉不可思议；其实，这并不稀奇。由于汽车停放的地方很光滑，而且车轮中心的转轴也很灵活；因此，汽车水平所受的摩擦阻力，比人的拉力小，只要憋足劲一直拉，车必然会动起来，并且慢慢变快。
意大利科学家伽利略，曾对这种现象作过定义。1590年的一天，他登上著名的比萨斜塔，做自由落体实验，当把铁球从塔顶释放后，发现不是恒速下落，而是不断加快；于是，他把铁球速度变化的快慢值，命名为加速度。请注意:加速度与速度不同，速度是一定时间内运动了多远；而加速度是一定时间内速度增加或减少了多少，也就是一定时间内速度的变化值，如一辆车每小时跑了60公里，这是速度；而它每小时把速度从零增加到50公里/小时，这是加速度。
蚂蚁极有可能推动地球
生活中的变速运动比比皆是。例如：骑自行车下陡坡，若不刹闸，就会越来越快，最后失控出事，这是加速运动；篮球在平地自由滚动，会越来越慢，最后停下来，这是减速运动。总之，从天上的日月星辰到卫星和飞机，从地上奔跑的车辆和动物以至刮风时的树叶和沙粒，要么在静止和运动之间转换，要么在变快和变慢之间转换，速度不变的很少，普遍表现出加速度特征。
加速度大小与什么有关呢?近代最伟大的科学家牛顿给出了完美答案。1665年，英国伦敦暴发瘟疫，牛顿离开剑桥大学，回到乡下，在避疫期间，潜心研究伽利略提出的加速度问题。他用大小不同的力，分别来推轻重不同的铁球，让它们在阻力不同的平面上运动，最终归结出：铁球越轻小，推力越大，增速越快，也就是加速度越大，反之就小；铁球越轻小，平面阻力越大，减速越快，也就是负加速度越大；反之就小。
蚂蚁极有可能推动地球
1687年7月5日，牛顿完成《自然哲学的数学原理》一书，在这部科学巨著中，他把上述实验得出结论，概括为：物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。这就就牛顿第二定律，也叫加速度定律，表达式为：a=F/m，a代表加速度，F代表力，m代表质量。其实，早在2500年前，我国古代科学家墨子就发现了加速度定律。当时，墨子还是个搬运工，在干活中，他通过悉心观察，发现了货物加速和减速规律。后来，他在《墨子经上》一书中写道：“力，刑之所以奋也”。这里的力指作用力；刑是施加的意思；奋是速度明显变化，可理解为加速度。整句话的翻译是：一定的力能使物体产生相应的加速度。显然，墨子的观点与牛顿第二定律含义相同。
由a=F/m这个公式可以看出，作用力不管有多小，物体质量不管多么大，都能得出加速度数值，这个值可以无穷小，但不会为零。由此可见，一个物体不管质量多么大，推力又是多么小，都能推动它，只是加速度极小而已；所以，根据牛顿第二定律来看，蚂蚁能够推动地球，这个观点在理论上无容置疑。
那么，一只蚂蚁推动地球的速度，到底有多慢呢?我们运用a=F/m等运动学公式，可精确计算出来。我们知道，地球质量为5.965×千克；而蚂蚁臂力相当于一粒黄豆（2×千克）重力的大小；那么，据此计算可知，蚂蚁把地球推上100万年，才移动了0.17米，这个距离虽短，但表明蚂蚁毕竟把地球推动了；继续计算可知，这时的地球速度，由当初的零增加到米/秒。蜗牛爬得够慢了吧！然而，这个速度是蜗牛爬行速度的1/（2.4×）。可以想象，蚂蚁100万年来，推得多么艰难！
蚂蚁极有可能推动地球
若换成一辆大卡车来拉地球，牵引力按4吨计算，那么拉上100万后，地球则移动了3333多公里，而速度由当初的零，增加到2.1×米/秒；如果让大卡车拉着满载的货物，在同等条件下狂奔，用不了1小时，就能行驶同样远的路程；同时，速度由零增加到2.6公里/秒；可见，物体质量和受力对等时，就容易跑起来，加速度就大。可是，蚂蚁的臂力与地球的质量反差太大；所以，推地球产生的加速度极小，它只有不停地推上若干亿年，才能明显动起来。
说蚂蚁能推动地球，虽然在道理上成立，但要真正实现，受诸多条件限制。正如古希腊科学家阿基米德所说：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”这话确实没错，可是支点不好找，所需的杠杆也难制造！同样，要满足蚂蚁推地球的条件，比登天还难！试想：到那里去找绝对光滑的平面，谁能把地球搬来放在上面，又如何保证地球的重力竖直指向平面呢?诚然，本文所说的，并非让大家做毫无希望的事，而是在于领悟奇妙的科学道理！
知识链接：
1、 重力：物体受地球吸引产生的力，也叫重量。东西从空下落，或压在地上，都是重力起作用。
2、 质量：指物质的多少，物质多则质量大，少则质量小。质量不受地球引力影响，航天员上到太空，重力消失，但质量未变。拉车时，车的质量越大，则拖累越大，越难以快速跑起来。
3、 摩擦阻力：一个物体在另一个物体表面运动，因接触面粗糙不平所产生的阻碍作用，叫摩擦阻力。接触面越粗糙，摩擦阻力越大；反之越小。接触面绝对光滑，则摩擦阻力为零。
4、 加速度：速度在一定时间内的变化量，物体加速或减速时，都有加速度，加速度越大，则加速或减速越快。减速时的加速度称为负加速度。

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