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3 测量洞深或井深

任何人都会喜欢深不见底的神秘地洞吧。它们可以是废弃的矿井、山洞、枯井,甚至电梯井道(当然你要先小心地扔石头下去)。对,石头,这就是测出洞有多深的秘诀。

1. 诀窍在于一个可以追溯到伽利略的计算公式。它基于一个事实,任何物体不论其体积大小,重力加速度均为9.8m/s2(速度的单位为m/s,加速度是指速度增量,所以是m/s2)。重力是出现加速度的原因,只要不是用羽毛或很轻的石头做实验,结果都会很不错。(真空条件下,羽毛和石头确实会以相同的速度下降,但非真空条件下,小而重的石头遇到的空气阻力比羽毛要小得多。)

  9.8计算起来有点麻烦,可以约等于10来用。然后你需要手表或者能数秒的办法。我靠重复说“巴拉”来计算,“一巴拉巴拉,二巴拉巴拉,三巴拉巴拉”,特别准确,据此算出来的洞深可以精确到米。放开石头的同时开始数秒,听到触底的“扑通”声时停止。下坠高度等于重力加速度的一半(10的一半是5)乘以时间的平方,如果下坠时间是3秒,那么洞深就是5×3×3=45米。

2. 做这件事有障碍吗?还真没有。把时间掐准是关键,如果你愿意,可以用秒表。

3. 找到一块好石头比较难,也许没有那么难,但很值得一找。有时候洞里会有上升气流,所以很小的石头经不起吹。太大的石头又有点过大,可能会碰到井壁,那么测量时间就不准了。所以,比高尔夫球稍小一点的石头刚刚好。

4. 扔石头下去的回报是,你可以获知地球表面深洞或裂缝的精确深度,从中获得极大满足。探索未知是我们的天性,即使我们明知有些事情可能不该探寻。不经意地扔一块石头到井里,就能精确计算出其深度,这实在是有点玄妙。有些东西却需要靠测量仪器,并经过艰苦卓绝的努力、衣带渐宽的乏味冗长过程,才能得到数据。

5. 扔石头测量洞深可以变成一种竞赛游戏。你可以先用一根知道长度的绳子栓好重物,放下井或洞测量准确洞深,或者可以查找官方资料获知数据。然后开始比赛,自己用石头测出的洞深最接近官方数据的人就是赢家。

  显然,你得有判断常识并谨慎行事。如果洞底有洞穴探索者或其他什么人,扔下的石头砸到脑袋上可是会致死或致残的,所以扔之前一定要确保洞里没人。

6. 这只是最基础的物理实验之一,却带我们进入了整个测量领域,帮我们解决各种难题。在乡村散步或郊游时,可能会有人问:“这条河多宽?”“那棵树多高?”有时候还要下个赌注。然而,高度和宽度很容易用简单的工具和几何关系计算得到,所以那些喜欢实践的业余物理学家也许很乐意做井深测量这样的事情,从中获得成功的喜悦。