失去它比失恋痛苦一百倍

前一阵子，项目上有一个问题，就是Z轴在加速向下运动的过程中，X轴的重量会发生变化吗？（Z轴搭建在X轴之上）

我们学工科的，在没有依据的时候，都不该随口说出一个结论。

所以，我和同事李在那里思考，讨论了很久，但是感觉也没弄明白，反而把自己搅晕了，因为抽象思考总是很难理解。

为了直观地思考，我在草稿本上画受力图做分析，列平衡方程。以向下为正方向，我列的惯性平衡方程是：（M＋m）g－ma－F＝0。M表示X轴的质量，这里不包括Z轴运动质量，m表示Z轴运动质量，a表示Z运动的加速度。F表示外界对X轴的支反力，方向向上。

列出方程后，这个问题，就很容易讲明白了。

从平衡方程可以明显地看到，如果Z没有运动，就是a＝0，那么F＝（M＋m）g，也就是支反力等于X，Z的总重量。如果Z加速向下运动，但是加速度小于重力加速度，就是g>a>0，那么F＝（M＋m）g－ma<（M＋m）g，什么意思呢？就是说X的重量将会小于X，Z的总重量。

你看，列出平衡方程后，整个思考过程和结论一下子变得很清晰。所以，具体思考才能解决实际问题。

如果你觉得方程也很难理解，那么我打个比方。

这就犹如你提着一袋水果，然后站在称上去称重，你的质量是M，水果的质量是m，那么，你称出来你的重量是（M＋m）g，这个没问题。如果你突然把水果释放了，你的重量是不是马上就变成了Mg，因为这就相当于你没提东西，这样是不是就容易理解了。

实际上，在上面释放苹果的例子中，就相当于Z以加速度a＝g向下运动，把a＝g代入平衡方程，就可以得到：（M＋m）g－mg－F＝0，从而有F＝Mg。

如果再拓展一下，把这个模型稍微变化一下，就可以解释什么是失重。

失重虽然很抽象，但是你应该体验过吧？

比如，你陪孩子或者朋友去欢乐谷，体验垂直升降的跳楼机。原来支撑你的椅子，突然向下以略等于g的加速度运动，这时，你感觉到的就是失重。

我体验过类似于跳楼机的项目，那种感觉太难受了，当你失去支撑，往下落的时候，你会感觉一切多么绝望，自己马上就要坠入深渊，却无能为力，心里只盼着，妈呀，快早点结束吧！

 

可以毫不夸张地说，失重比失恋痛苦一百倍！

好了，回到我们的跳楼机，我们把这个跳楼机的力学模型抽出来，假设你重mg，跳楼机对你的支撑力是F，你的运动加速度是a（向下加速），你在Z方向的平衡方程是：mg－ma－F＝0。从这个方程可以看出，椅子对你的支反力F＝mg－ma

你可能会问了：我平时坐电梯下楼怎么没感觉到失重？那时因为，电梯可以控制加速度，使得电梯启动很平缓，几乎没有向下的加速度。

哈哈，就说到这里吧。

最后，我想留给你一个有趣的问题：在上面提水果的例子中，如果你不是突然释放掉水果袋，而是手控制着水果袋向下滑动的速度，使得它匀速向下滑动，那么你称出来你的重量是多少？

我是罗罗，一个喜欢写文字的工程师，欢迎关注。