飞车走壁的秘密 [复制链接]

第6版()
专栏：杂技场上的科学

飞车走壁的秘密
王燮山
我们来到飞车走壁的“舞台”，它的外形好似一只巨大的圆形木桶，直径足有三丈左右。观众站在圆桶的周围，可以发现桶壁几乎是垂直地竖立在地面上的，要在这样倾陡而光滑的壁上，放一样东西，都会立刻掉落到地面上，然而，使人惊讶的事情终于出现了……
一位骑着摩托车的演员，开始沿着桶底的圆周行驶，几圈以后，只见他加大油门，开得愈来愈快。刹那间，忽见他驾驶着摩托车直朝壁上开去，沿着桶壁飞速盘旋，越旋越高，最后升到桶壁的上部。这时候，演员和车几乎已和地面平行，凌空地在桶壁上飞旋，仿佛被一种神奇的力量系住一般。
演员和车为什么不会从桶壁上掉下来？秘密在什么地方？有的观众会发出这样的疑问吧！亲爱的读者，秘密得从演员的运动中去找。
力学告诉我们，任何作圆周运动的物体，都会受到一种离开中心的力的作用，这种力，叫做“离心惯性力”。离心惯性力随着速度的大小而变化，速度愈大，离心惯性力也就愈大。当演员和车停留在桶壁上的时候，演员的重量和摩托车的重量（重力）要把人和车一起拉向地面，如果车子不运动，人和车就立刻会掉落到地面上来。然而，当演员驾驶着摩托车沿着桶壁作圆周运动，人和车在受到重力的同时，还受到一个离开圆桶中心的离心惯性力的作用（见图），由于摩托车的速度很高，这个力的大小也就很为可观。从图中，我们可以看到演员沿着桶壁盘旋时，受到的两个力：重力和离心惯性力，是相互垂直的。重力从竖直方向把人和车往下拉，离心惯性力则从横向（水平方向）使人和车往桶壁上压。于是，在这两个力的联合作用下车轮就被紧紧地压在桶壁上，而不会掉下来。当然，要使人和车紧贴桶壁驰行，必须要有足够大的离心惯性力才行，一般来说，摩托车要能达到每小时行驶三十五公里左右的速度，才能使车子沿壁盘旋。（附图片）