8.落体的重量

我们在乘坐电梯的时候都会有种奇怪的，好像坠入悬崖的那种轻飘飘的感觉，这样的感觉就是失重。当电梯开始工作时，你脚下的电梯底板就已经开始下落了，不过你并未产生同样的速度，所以，在那一瞬间你的身体并未对底板产生压力，身体变轻了。但是这种奇特的感觉很快就消失了：你的身体比匀速下落的电梯具备更快的下落速度，这样就会对木板施加压力，我们的重量恢复。

如果把一个砝码挂在一个弹簧秤上，当磅秤和砝码一起下落时，仔细观察一下读数是否发生了变化（为了便于观察，可以在秤的缺口处放置一小块软木，并注意软木的位置变化）。你会发现当秤和砝码同时下落时，读数并未显示出砝码的标准重量，而只显示了一小部分。如果你在秤自由坠落时观察读数的变化，你就会看到当砝码和秤同时快速下坠时，砝码竟然一点重量都没有，指针显示的数值是0。

即便是最重的物体，在下落的过程中也不会有任何重量。这种现象很容易理解，重量就是物体压迫支撑点或悬挂点的力。不过正在下落的物体并不能对秤上的弹簧产生拉力，原因是弹簧同它一起下落。它在物体下落的时候，并没有牵拉任何东西，也没有挤压任何东西。所以，当有人问这个正在下落的物体的重量是多少，就等于在问没有重量的物体到底有多重。

17世纪，力学的奠基人伽利略曾经写道：“当我们阻止重物下落时，我们能感到肩膀的重量。不过如果我们和肩上的重物以相同的速度下落，我们的肩膀还会感受到压力吗？这跟下面的情形非常相似：如果我们想用长矛刺伤一个人，但是这个人在用跟我们一样的速度奔跑。”

下面这个简单、便于操作的实验可以直观地证明这些推理的正确性。我们将一把夹坚果用的钳子放在天平的一个盘里，在一个盘上放上它的一支柄，将另一支柄用细线系在天平横梁的钩子上（如图24）。然后将重物压在另一个盘子里，以便让天平保持平衡。将烧着的火柴靠近细线，细线被火柴烧断时，被线系起来的钳子就会掉落到盘子里。

图24　证明落体失重的实验

此时的天平会是怎样的情况呢？当钳柄向盘子里下落的时候，装有钳子的盘到底会下降、上升，还是依旧维持平衡？

因为你现在已经知道，正在下坠的物体没有重量，你可以预知这个问题的正确答案：左边秤盘会立刻向上升。

真实的情况也是这样的：尽管上面的钳柄在下落时会和下面的钳柄相连，但是毕竟它施加给下面钳柄的压力比静止时小，所以，钳子的重量减少了，那么左边秤盘立刻上升就变得很正常了。