貓為什么總能四腳著地：有趣的物理學悖論和謎題

第 1 章 有趣的物理學悖論、謎題和問題 ………………………………… 1
1.1 引言/ 介紹 ………………………………………………………… 1
1.2 背景………………………………………………………………… 3
1.3 來源 ………………………………………………………………… 3
第 2 章 外太空的悖論 ……………………………………………………… 5
2.1 航天飛機里的氦氣球 ……………………………………………… 5
2.2 不用噴氣飛機的宇宙航行 ………………………………………… 8
2.3 彗星的悖論 ……………………………………………………… 11
2.4 加速反而導致減速 ……………………………………………… 13
第 3 章 旋轉液體相關悖論 ……………………………………………… 15
3.1 浮動軟木塞之謎 ………………………………………………… 15
3.2 拋物面鏡和兩個廚房里的謎題 ………………………………… 17
3.3 拋物面之謎 ……………………………………………………… 18
3.4 斜坡上劃船 ……………………………………………………… 20
3.5 無引擎無船帆航行 ……………………………………………… 21
3.6 冰山悖論 ………………………………………………………… 22
第 4 章 沉浮悖論 ………………………………………………………… 24
4.1 輪子上的浴缸 …………………………………………………… 24
4.2 深入探討浴缸問題 ……………………………………………… 26
4.3 怎么在一秒內減肥? …………………………………………… 27
4.4 水下的氣球 ……………………………………………………… 29
4.5 水中呼吸器之謎 ………………………………………………… 31
4.6 重量之謎 ………………………………………………………… 32
第 5 章 流體與噴射 ……………………………………………………… 34
5.1 伯努利定律和水槍 ……………………………………………… 34
5.2 吮吸吸管與時間的不可逆性…………………………………… 37
5.3 伯努利定律與航天飛機上的移動 ……………………………… 38
5.4 灑水器之謎 ……………………………………………………… 39
5.5 速度為零卻能快速噴水? ……………………………………… 41
5.6 流水之謎 ………………………………………………………… 42
5.7 流體悖論 ………………………………………………………… 44
5.8 噴墨打印機問題 ………………………………………………… 46
5.9 渦度悖論 ………………………………………………………… 47
第 6 章 移動體驗:自行車、體操、火箭 …………………………………… 49
6.1 秋千是如何工作的? …………………………………………… 49
6.2 能量消耗不斷增加 ……………………………………………… 50
6.3 做大回環(huán)的體操運動員與輪子里的倉鼠 ……………………… 52
6.4 冰面上控制汽車 ………………………………………………… 54
6.5 騎著自行車怎么轉彎? ………………………………………… 55
6.6 通過傾斜來加速 ………………………………………………… 56
6.7 騎車人僅靠身體運動能加速嗎? ……………………………… 57
6.8 摩托車上增重 …………………………………………………… 58
6.9 踩自行車踏板,感受公式 mv2 / 2 中的平方 ……………………… 60
6.10 火箭悖論 ………………………………………………………… 61
6.11 咖啡火箭 ………………………………………………………… 62
6.12 從行駛的汽車里扔球 …………………………………………… 64
第 7 章 科里奧利力的悖論 ……………………………………………… 67
7.1 什么是科里奧利力? …………………………………………… 67
7.2 在波音 747 飛機上感受科里奧利力 …………………………… 68
7.3 下水道里的科里奧利力 ………………………………………… 70
7.4 高氣壓和好天氣 ………………………………………………… 70
7.5 信風的成因 ……………………………………………………… 71
第 8 章 離心悖論 ………………………………………………………… 73
8.1 哪條路線更便宜:是往東飛還是往西飛? ……………………… 73
8.2 科里奧利悖論 …………………………………………………… 74
8.3 神奇的倒立鐘擺:什么在支撐它? ……………………………… 76
8.4 反重力糖蜜 ……………………………………………………… 79
8.5 “證明”吊索無法工作 …………………………………………… 80
8.6 大衛(wèi)-歌利亞問題………………………………………………… 81
8.7 管道中的水 ……………………………………………………… 84
8.8 哪個張力更大? ………………………………………………… 85
8.9 失重狀態(tài)下滑行繩索 …………………………………………… 87
第 9 章 涉及陀螺的悖論 ………………………………………………… 91
9.1 陀螺為什么可以無視重力? …………………………………… 91
9.2 自行車中的陀螺 ………………………………………………… 94
9.3 旋轉的硬幣 ……………………………………………………… 95
9.4 光滑穹頂上的圓環(huán) ……………………………………………… 97
9.5 用陀螺找到北極 ………………………………………………… 98
第 10 章 冷與熱…………………………………………………………… 101
10.1 熱量能從較冷的物體傳到較熱的物體中嗎? ……………… 101
10.2 打氣筒中的分子運動 ………………………………………… 104
10.3 如何用打氣筒作熱泵 ………………………………………… 105
10.4 如何在冬天讓房間變暖 ……………………………………… 106
10.5 如何用自行車輪胎冷凍物品 ………………………………… 107
第 11 章 兩種永動機……………………………………………………… 109
11.1 毛細效應的永動現(xiàn)象 ………………………………………… 109
11.2 橢圓鏡永動機 ………………………………………………… 111
第 12 章 航行與滑行……………………………………………………… 113
12.1 從發(fā)射櫻桃核中借鑒的航行方法 …………………………… 114
12.2 逆風航行 ……………………………………………………… 116
12.3 逆風騎自行車 ………………………………………………… 116
12.4 在無上升氣流時翱翔天空 …………………………………… 119
12.5 危險的水平風切變 …………………………………………… 121
第 13 章 翻轉的貓和旋轉的地球………………………………………… 122
13.1 貓是怎樣在落地時保持四腳先觸地的? …………………… 122
13.2 信風能減緩地球自轉嗎? …………………………………… 124
第 14 章 其他悖論與難題………………………………………………… 125
14.1 怎樣用書打開紅酒瓶? ……………………………………… 125
14.2 “它是活的!”…………………………………………………… 127
14.3 被地板“吸”過去的梯子下落時加速度大于 g ……………… 128
14.4 船上的人與阻力 ……………………………………………… 129
14.5 沒有尾流沒有阻力的幽靈船 ………………………………… 131
14.6 受恒定重力加速度的過山車 ………………………………… 133
14.7 向小車射擊 …………………………………………………… 134
14.8 用鞋子計算 2的值 …………………………………………… 135
附錄 ………………………………………………………………………… 137
A1 牛頓定律 ………………………………………………………… 137
A2 動能、勢能、功 …………………………………………………… 139
A2.1 功 ………………………………………………………… 139
A2.2 動能 ……………………………………………………… 141
A2.3 勢能 ……………………………………………………… 142
A2.4 能量守恒 ………………………………………………… 143
A3 質心 ……………………………………………………………… 144
A4 動量 ……………………………………………………………… 145
A5 力矩 ……………………………………………………………… 148
A6 角動量 …………………………………………………………… 149
A7 角速度與向心加速度 …………………………………………… 151
A8 離心力和向心力 ………………………………………………… 154
A9 科里奧利力、離心力、復指數(shù) …………………………………… 155
A10 微積分的基本定理 …………………………………………… 157