無底的酒杯 由物理網(wǎng)資料整理
你已經(jīng)把水注滿到杯子的邊上，杯子里完全裝滿了水。在杯子旁邊有一些大頭針�；蛟S，杯子里還可能找得出一點(diǎn)點(diǎn)地方來安放一二枚大頭針吧?試試看。
請(qǐng)你把大頭針一枚一枚投進(jìn)杯子里去，數(shù)著你投進(jìn)去的數(shù)目。投大頭針的時(shí)候要謹(jǐn)慎小心：要小心地把針尖放進(jìn)水里，然后輕輕把手放開，不讓有一點(diǎn)震動(dòng)，也不加一點(diǎn)壓力。你默默地?cái)?shù)著：l枚、2枚、3枚，已經(jīng)有3枚落到杯子底上了──可是水面并沒有變動(dòng)。10枚、20枚、30枚了，杯里的水并沒有溢出。50枚、60枚、70枚……已經(jīng)是整整100枚大頭針丟在杯底了，可是杯里的水仍舊沒有溢出一點(diǎn)來(如圖)。
奇怪的加針實(shí)驗(yàn)
而且，還不只是沒有水溢出來，甚至看不到水面有顯著高出杯口的情形。再加多些大頭針看看。200枚、300枚、400枚大頭針已經(jīng)沉到杯底了，可是，仍舊沒有一滴水從杯口溢出來;只是現(xiàn)在已經(jīng)可以看到水面比杯口略略高起一些了。原來，這個(gè)奇怪現(xiàn)象的解答正在水面高起這一點(diǎn)。玻璃只要略沾些油污，便很難沾水;在我們杯口的邊上，也跟一切常用的器具一樣，難免由于人手的接觸留下一些油脂的痕跡。
杯口的邊上既然不會(huì)沾水，那么，被杯里的大頭針?biāo)懦龅乃椭缓眯纬梢粋�(gè)高起的凸面。這個(gè)凸面的高出程度很不顯著，這只要花一點(diǎn)時(shí)間算出一枚大頭針的體積來，拿它跟這個(gè)高起部分的體積比較一下，就知道大頭針的體積只有高起部分的體積的幾百分之一，因此在這個(gè)裝滿水的杯子里才能找出容納幾百枚大頭針的地方。用的杯子杯口越大，可以容納的大頭針也越多，因?yàn)楸谠酱螅咂鸩糠值捏w積也越大。
要更清楚地了解這個(gè)問題，讓我們做一個(gè)計(jì)算，一枚大頭針大約25毫米長、0.5毫米粗。這樣一個(gè)圓柱體的體積不難依照幾何學(xué)上的公式(πd2h/4)算出，等于53毫米。再加上大頭針的頭，總體積大約不超過5.553毫米。
現(xiàn)在來算一算杯口上高起部分的體積，假定杯口直徑是9厘米(90毫米)。這樣的圓面積大約等于6400平方毫米。如果我們把高起的水層的厚度算作1毫米，那么它的體積就是6400立方毫米，這就有大頭針體積的1200倍。換句話說：一只裝“滿”水的杯子，竟可以容納1000多枚大頭針!而事實(shí)上，只要仔細(xì)地把針一枚一枚投進(jìn)去，你的確能夠把整千枚大頭針投進(jìn)杯里去，甚至這些大頭針看起來已經(jīng)滿杯都是或者已經(jīng)突出到杯口以外了，水卻仍舊一點(diǎn)沒有溢出來。
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