「所以……瀑布能推動水車,是因為水從高處落下時,勢能轉換成了動能?」王士元若有所思。
「沒錯。」方夢華點點頭,「這就是機械能守恆的概念——動能與勢能可以相互轉換,但總量不變。」
「動量,簡單來說就是質量與速度的乘積。」她看向王士元,「你猜,為什麼比武時,小巧靈活的對手能閃避重擊,但如果是一頭狂奔的牛,即便動作再靈活的人,也難以正面攔下?」
王士元低頭思索,恍然道:「因為牛的質量大,即便速度不快,動量依然巨大?」
「正是。」方夢華微笑,「而動量守恆則告訴我們,如果沒有外力作用,物體的總動量是不變的。」
王士元陷入沉思,忽然想起了一件事:「難怪撞球時,一顆球擊中另一顆球,自己會減速,而被撞的球會加速……」
「沒錯,」方夢華輕輕一敲案几,「這便是動量守恆。」
「接下來,我們來講浮力和壓強的關係。」方夢華拿起筆,在紙上畫了一個簡單的水池示意圖,「你們看,物體浸沒在水中時,會受到向上的浮力,這個浮力等於物體排開的水的重量——這就是阿基米德原理。」
「阿基米德?」王士元若有所思,「這人是……」
「嗯,算是拂菻國古代的一位大賢者吧。他發現這條定律時,據說高興得直接從澡盆裡跳了出來。」方夢華笑道,「不過這是傳說,是真是假無從考證。」
王士元若有所悟地點點頭,低頭默算了一下:「所以說……船之所以能浮在水面上,是因為它排開的水的重量等於自身重量?」
「正是。」方夢華點頭,「而這條規律不只適用於船,也適用於所有浮在液體或氣體中的物體,比如熱氣球。」
「熱氣球?」王士元皺眉,「那是何物?」
「嗯……這個稍後再講。」方夢華轉而在紙上寫下壓強兩字,「再來說說壓強。壓強等於壓力除以受力面積,所以,為什麼刀刃越鋒利,切割物品就越輕鬆?」
「因為接觸面積變小了,壓強變大。」王士元幾乎是下意識地回答。
「不錯。」方夢華微微一笑,「這就是為什麼馬蹄下要裝蹄鐵,雪地上行走要穿雪鞋,還有……」
話音未落,旁邊的方敏突然發出一聲含糊的鼻音,腦袋一歪,額頭差點撞到桌上。
「嗯?」王士元愣了一下,轉頭看去,只見方敏半閉著眼,努力睜了兩下,卻怎麼也提不起精神,像是隨時要倒下去一樣。
方夢華失笑:「怎麼?講這些敏兒不感興趣?」
方敏勉強打起精神,揉了揉眼睛:「不是……只是……有點困了……」
「這麼快就撐不住?」方夢華搖搖頭,「才講到浮力和壓強呢,後面還有萬有引力——」
「姑姑,饒了我吧!」方敏打了個哈欠,擺擺手,「敏兒知道這些東西很厲害,但敏兒真不是讀書的料……」
王士元看著她無奈的樣子,不禁笑道:「可我記得妳說過,姑姑的書都是寶貝,早就想看了?」
「那是!」方敏不服氣地反駁,但下一秒又癱回椅子上,喃喃道:「可這些東西怎麼越講越燒腦啊……算數我還能跟上,可這些力來力去的,腦子都要炸了……」
方夢華聳聳肩:「所以說,科學不是隻靠死記硬背,而是需要真正理解和思考的。數學只是工具,力學才是規律本身。」
方敏不服氣地嘟囔了一句:「那王士元不也第一次學?怎麼就一點都不累?」
王士元聞言,只是笑而不語。他確實沒有感到疲倦,甚至隱隱有種興奮感——這門學問與他過去所學的儒家經義、詩詞文章全然不同,它沒有晦澀的經典註釋,沒有繁瑣的詞藻修飾,只有簡單的公式與現象的對應關係。而正是這種簡單而精確的邏輯,讓他產生了一種前所未有的興趣。
「其實,妳若是能理解數學,這些概念也不難。」王士元輕聲說道,「就像妳剛才算浮力時,已經不自覺地在心裡列出了數學式子,說明你還是有天分的。」
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