brain=network of nerves, 三思而后行，网络启动，看电梯外，计算 失重 頁一 對「失重」現象的了解 穿梭機上的太空人感覺失重，這不是沒有引力，而是太空船和太空人一起 自由墮下(free falling) ，太空人失去了地板施於他的承托力，所以出現 「失重」現象。以上是高中物理對繞地軌道上太空人感覺失重的標準解釋。 這解釋當然正確，沒有錯誤，但同學總是有點兒迷惘，重量明明仍然存在， 只是失去了地板施予人的法向反作用力，為甚麼人會「失重」？ 我們如 何把事情說得易明白多些？ 一個不一樣的解釋： A. 在一個平滑無摩擦的水平面上放著兩方塊，如圖所示。方塊被一力在後 推著。 4 kg 3 kg F a = 2 ms
-2
縫隙
失重 頁二
1 問：若兩木塊一齊向前加速 a = 2 ms
-2
，問推力 F 為多大？
答：F = (M + m)a = (4 + 3)2 = 14 N。 2 問：在兩個方塊接觸的「縫隙」，存在壓強嗎？ 答：存在的。前面的 3 kg 也需力作加速。設 4kg 推向 3 kg 的力為 R， R = 3 x 2 = 6 N。將 6N 除以接觸面的大小就是壓強。 即是在後方的手給予的 14 N，其中一部份留給 4 kg 方塊自己 「用」，另一部份則透過接觸面來傳給前面的 3 kg 方塊「用」。 3 問：若一隻螞蟻不幸在加速前走入這兩方塊接觸面的「縫隙」去， 牠會有甚麼「遭遇」？ 答：牠或許被壓扁了！ 4 問：想像將我們身上的一條感覺神經放在「縫隙」去，我們會有甚麼 感覺？ 答：相信是痛楚，至少也是有被「壓擠」的感覺。 B. 現改用兩隻手來拿著方塊一齊加速。數值和先前相同。
每隻手給予方塊的力剛好是這方塊加速所需的力。
4 kg 3 kg
a = 2ms a = 2ms
-1 -1
縫隙
失重 頁三
5 問：這時，在兩個方塊接觸的「縫隙」，存在壓強嗎？
答：沒有，方塊加速相同，它們之間也不需要靠接觸面來傳遞力。所
以方塊之間沒有施矛對方任何力。
6 問：若一隻螞蟻不幸在加速前走入這兩方塊接觸面的「縫隙」去，牠
會有甚麼「遭遇」？
答：「縫隙」的闊度沒有減少 (兩方塊的速度和位移總是相同) 。螞蟻
在最初可爬入「縫隙」去，即是說這樣的「縫隙」不會對牠造成
危險。
7 問：想像將我們身上的一條感覺神經放在「縫隙」去，我們會有甚麼
感覺？
答：感覺和最初不動時沒有不一樣，即是「冇感覺」。
失重 頁四
我們回到失重的討論。
B. 我們的身體由很多細小部份組成，之間滿佈觸覺神經。
我們利用以下簡單的圖來模擬身體：
現在這個人
自由下跌 (free falling)
(不要擔心，下面已放了安全
網！)
身體的細小部份
觸覺神經
身體的「細小部份」任你分得
如何「小」也可以。它們之間
的排列也可以不規則。
感覺神經夾雜在各部份之間。
失重 頁五
8. 問：人自由跌下時，情況是像上面討論的 (A) 或 (B) ？
答：這是關鍵問題。答案是像B 的那樣。
道理很簡單。
因為身體各部份皆可從引力場獲得墮下
加速時所需要的那份力。需要多大的力，就從空 間取到多大的力，丁點也不差！
身體某部份的質量是 m ，重量就是 mg。這個力正好是
它作 g 加速時所需的力！
所以，人在自由落下時，雖然人的重量存在，但肌肉、關節、骨
骼之間完全沒有壓擠，身體各部份放鬆，我們的神經是故感覺不
出重量來！
9. 問：平日，我們的確可感覺自己的重量。這是甚麼一回事？
答：平日，我們不會是自由落體 (free falling)。 我們站在地上
踏踏實實地做人。
mg
沒有壓擠
mg mg
mg
g
失重 頁六
就是地面施於我們的法向反作用力 (承托力、正向力、normal
reaction force) 令我們感覺自己有多重。
法向反作用力和引力不同，它只是作用在我們的腳底。這個力是
由腳傳至身體各部份。如何傳遞呢？ 就是通過各部份的接觸、壓
擠來完成 (像以上討論的 A)。身體各部份的壓擠就令我們的神經
感覺「力」的存在！
法向反作用力 R，這個力是由作
用點開始，經身體各部份的「壓
擠」來傳遍全身。
失重 頁七
總結：
吳老師
(Chiu-king NG) 當自由下跌時，身體各部份從引力場取得的重量就剛 足夠該部份作引力加速。身體各部份不需要緊緊互相 壓著來把力
(重量)
傳遞。在這情況下，身體完全放鬆，
感覺神經因此感覺不出自己的重量來。
法向反作用力則完全不同。它只是施於身體某部份，
然後利用一部份壓著另一部份的方法來把力傳遞。混
夾身體各部份的感覺神經被壓擠，自己的重量就是如
此被感覺。
當法向反作用力不存在，我們身體內部就失去互相之
間的「壓擠力」，重量的感覺亦因而失去。
