江临揉了揉发酸的眼睛,合上计算机。
刚推导完简谐振动的方程,他脑子里那根关于振动的弦还在嗡嗡作响。
纸上得来终觉浅。
物理学不是数学,数学可以关在屋子里纯靠逻辑推演,但物理学是一门实验科学。
它必须经得起现实测量检验。
江临推开木门,走到石头屋外面。
废土的空气依然干燥,夹杂着些许淡淡的铁锈味。
暗红色的荒原在灰蒙蒙的天空下无限延伸,几段残破的承重墙像被时间遗忘的巨大骨架,静静地伫立在地平在线。
江临弯下腰,从地上捡起一块暗红色的碎石,在手里掂了掂,然后用力朝远处扔了出去。
碎石在空中划过一道抛物线,砸在几十米外的硬土上,溅起一小圈灰尘。
江临的视线顺着那道抛物线落向地面。
不知怎么的,他脑子里突然蹦出一个很基础,在这个世界里却异常重要的问题。
“这块石头掉下来的加速度,是多少?”。
但他现在不在地球。
他处在一个距离地球不知道多少光年的星球,或者干脆就不在同一个维度的并行世界里。
如果这个星球的质量比地球大很多,或者半径完全不同。
再退一万步讲,如果这个宇宙的万有引力常量G根本就不是现实世界里的那个数值呢?
江临背后突然冒出一层冷汗。
他带进来的五个硬盘里,装满了人类文明积累下来的物理学结晶。
他每天象个苦行僧一样在石头屋里推导公式。
可如果这片废土的底层物理规律和地球不一样,那他学的这一整套普通物理学,在这里岂不是一堆废纸?
这就象是拿着一本写满地球象棋规则的棋谱,跑去下废土的围棋。
满盘皆输。
“必须测一下。”
江临转身冲回石头屋。
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。
他学了那么久的物理,不能总停留在草稿板上的纸上谈兵。
翻开背包,从最底层的杂物袋里找出一卷尼龙伞绳。
这种绳子是户外专用的,轫性极好,延展性相对较小。
接着,他找出一把卷尺。
测量重力加速度,在简陋条件下误差相对较小的方法,就是单摆实验。
江临拿着工兵铲,跑到营地西侧的废墟里,翻找了将近半个小时,终于在一个倒塌的混凝土柱子下面,敲下来一块比拳头略小,密度非常大且型状相对圆滑的金属矿石。
“就你了。”
“当摆锤正合适。”
回到石头屋,江临开始搭建他的简易物理设备。
外面风大,会产生严重的空气阻力干扰,实验最好在室内进行。
好在现在的石头屋被他扩建到了十五平米,高度也有两米多,空间足够。
他搬来石块垫脚,把尼龙伞绳的一端牢牢绑在屋顶那一排作为承重梁的粗钢筋上。
绳子的另一端,他用绳结将矿石绑紧。
接着用卷尺小心翼翼地测量长度。
从钢筋的悬挂点,一直拉到矿石的重心位置。。”。
至于秒表,江临拿出旧手机,打开秒表APP。
“呼,准备就绪。”
江临站在石桌旁,深吸了一口气。
单摆
周期 T 等于2乘以圆周率π,再乘以摆长 L 除以重力加速度g的平方根。
反推过来,只要他测出摆动周期T,就能算出这
江临手轻轻拉起那块金属矿石。
为了满足简谐运动的近似条件,摆角不能太大,他估算了一下,把拉开的角度控制在5度以内。
他没有站在最低点计数。
最低点固然容易观察,但摆锤每一次经过最低点,间隔只有半个周期。
如果把每次经过最低点都当成一次完整振动,算出来的数据会直接错掉一倍。
所以他选择了更笨也更稳的方法。
从左侧释放点开始计时。
他最开始想从左侧最高点计时,但很快又否定了这个办法。
最高点看似好认,可摆锤在那里速度最慢,人眼判断反而容易尤豫。
最稳的方法,是盯住摆锤同向通过最低点的瞬间。
每一次从左向右穿过最低点,才算一个完整周期。
“三、二、一,放。”
金属矿石在重力的拉扯下,划出一道微小的弧线,向下坠落,越过最低点,然后向右