物体在下落时有多重

您有没有注意到，在电梯开始下降的瞬间，您会体会到一种奇怪的感觉：一种不正常的轻飘飘的感觉，就像一个人跌向深渊时一样……这不是别的，正是一种失重的感觉：在电梯开始下降的那一刻，脚下的地板已经降落，而您的身体还没有来得及获得这样的下降速度，这时身体几乎没有对地板施加压力，因此这一瞬间的体重就会变得非常小。片刻后，这种奇怪的感觉就会消失，因为身体的下落速度要比匀速下降的电梯更快，您就会重新对地板施加压力，从而恢复到原来的重量了。

将一只砝码挂在弹簧秤的钩子上，并把弹簧秤连同砝码一起快速放下去，注意观察弹簧秤的指针向什么方向移动（为了便于观察，可以把一个小木块嵌入弹簧秤的缝隙里，观察小木块的位置变化）。您将会看到，在弹簧秤落下的时候，指针所指示的并不是砝码的全部重量，而是要少很多。当弹簧秤以自由落体方式下落的时候，如果有条件在弹簧秤降落时观察到它的指针，您就会发现，砝码在下落过程中完全没有重量，指针位于弹簧秤的零刻度上。

即使是最重的物体，在它下落的时候也会变得完全没有重量，这一点是很容易搞明白的。“重量”就是物体对它的悬挂点所施加的下拉力，或者对它的支撑点所施加的压力。然而自由下落的物体对弹簧秤没有施加任何拉力，因为弹簧秤也是随着该物体一同下落的。物体在自由下落的过程中，既没有拉着任何东西，也没有压着任何东西，所以如果这个时候我们问“物体在下落过程中的重量是多少”，就相当于在问“没有重量的物体有多重”。

早在17世纪，力学的奠基人伽利略就曾经写道（摘自《关于两门新科学的谈话和数学证明》，这部著名作品的俄文版出版于1934年）：“我们可以感觉到肩上的重物，是因为我们在努力不让它跌落。但是假如我们以同样的速度和背上的重物一起下落，那这个重物还会压到我们吗？这就像我们想要用长矛刺一个人（当然不能将长矛掷出去），而这个人正以同我们一样的速度在前面奔跑。”

下面的这个简单易行的实验，可以十分直观地证明上述论断的正确性。

把核桃夹子放在天平的一侧秤盘上，让核桃夹子的一头静止在盘面上，另一头用细线悬挂在天平臂杆的挂钩上（图24）。在天平的另外一个秤盘上放置重物，使天平得到平衡。现在，点燃一根火柴把细线烧断，核桃夹子原来挂在挂钩上的一端就会落到秤盘上。

图24　演示自由落体失重现象的实验

那么，在这个瞬间天平会发生什么变化呢？在核桃夹子落下的过程中，这边的秤盘是会上升、下沉，还是会继续保持平衡呢？

您现在已经知道自由落下的物体是没有重量的，所以您一定会事先给出这个问题的正确答案：这一侧的秤盘会瞬间向上升起。

实际情况的确如此，核桃夹子被挂起的那一端，虽然是与另外一端连在一起的，但它在下落时对下端的压力，还是要比固定不动的时候对下端的压力小。核桃夹子的重量在这一瞬间减少了，这边的秤盘当然会向上升起了。