举高高静止不动时为什么还会感到累呢？| No.178_风闻
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2019-10-25 14:07
原创：中科院物理所
亲亲抱抱举高高
作为影视节目以及
日常生活中必不可少的一环
小编在吃饱喝足之余
最终思考起了物理问题：
当我们举着一个物体静止时
手并没有对物体做功
可我们为什么还会感觉到累呢？
累了的话又该怎么办呢？
（珍爱生命*2，请勿模仿*N！）
1
Q
为什么黑笔和红笔的笔芯后面都有一小条黄色的东西？
by 代号NZZ
A
中性笔笔芯在我们生活中再常见不过了。不知道大家有没有观察过，中性笔笔芯的尾部都有一段与笔芯油墨截然不同的黄色或着白色的油状物，这个是什么呢？
这段油状物就叫做随动密封剂，主要成分一般是锂基脂，它本身具有一定的粘稠度，而且也有很好的耐挥发性，主要的作用就是在笔管中油墨的末端保持良好的保湿密封，同时防止墨水倒流或者蒸发。
另外，随着笔芯的使用，笔管里的墨水量会逐渐减少，这时候在外界大气压的作用下，锂基脂会往前移动，相当于往前压油墨以保证书写的顺畅——这时它相当于要起到“液体活塞”的作用。
By Dannis
2
Q
灯泡为什么呈梨形？
by 匿名
A
难道是因为爱迪生喜欢吃梨？（咳咳，严肃）呈梨形的灯泡一般是传统的钨丝灯泡，这种灯在工作时灯丝温度很高，金属钨会在高温下升华，附着在灯泡内壁上，因此将灯泡做成梨形，并充入少量惰性气体可以使升华的钨随着气体对流被卷到上方，附着在灯泡的颈部，便可保持玻璃透明，使灯泡亮度不受影响。而且由于早期玻璃是吹制成的，从工艺和使用性能上来说，这种形状不仅易于吹制，也比较节省原材料。另外，梨形的表面有一定曲率，可以增加强度，承受较大的压力。但是，听我的，都听我的，千万不要因为灯泡长得像个梨就把它塞到嘴里
。
By 懒懒的下午三点半
3
Q
为什么空杯子或者花瓶放到耳边会有声音？
by 匿名
A
一句话概括，周围的白噪音在共振腔中集中放大了某些频率的声音。而空杯子和耳朵之间形成了共振腔，外部的噪音通过共振腔在空气作用下集中了某些频率的声音（频率和共振腔的几何外形相关），相当于外部的噪音是这些声音的演奏者。因此如果我们可以将外部白噪音和共振腔完全隔绝，阻止空气振动的传播，那么我们就听不到上述的声音了。尝试下站在嘈杂的大街和待在下雪天的家中，将空杯子凑在耳朵边，你就会发现后者听到的声音明显小了。这种现象的原理其实和管弦乐器的发声原理是一致的。
By Aaron Chen
4
Q
厕所里感应冲水的原理是什么？为啥有时候穿黑色衣服感应会迟钝或者干脆没反应呢？
by 爱摸鱼！艳阳天
A
厕所里的感应冲水与水龙头感应放水都是红外线反射原理的应用。在厕所中我们会发现闪着微微红光的小铁盒，这就是红外线发射器，红外线波长介于微波与可见光之间（1mm~760nm），因此人眼是无法观察到红外线的，其实温度高于绝对零度的物体都会发出红外线，为避免干扰，发射器所发出的红外线是经过“调制”的，即带有特定振荡频率的脉冲信号，当有物体出现在感应器的有效感应区域时，红外线便会发生反射，一部分调制过的红外线被反射回传感器内，被信号接收器接收后转换成电信号并解调，而后电信号经过三极管放大后发送给脉冲电磁阀，电磁阀按照指令打开水龙头放水。
感应冲水的完整过程关键在于红外线在感应区域的有效反射，根据物质的颜色原理，物质所表现出的颜色是物质吸收了相当一部分可见光之后被人眼所观察到的可见光，所以黑色的物质对可见光与可见光频率附近的电磁波有良好的吸收作用，因此，当我们穿黑色衣服时，传感器所发射的红外线更可能被吸收而非反射，所以传感器会感应迟钝或者没有反应。
By GUOmazing
5
Q
为什么用黑枸杞泡的水有的是紫色的，有的是蓝色的？
by Amy Potter
A
蹦个养生迪，啤酒配枸杞，佛系养生也不过如此了。用啤酒泡枸杞会不会又蓝又紫不知道，不过用水泡黑枸杞蓝蓝紫紫的倒是很好看呢（喂！不是让你来评论好不好看的，你倒是讲一下好看的原理啊）。
言归正传，黑枸杞泡水之所以会出现不一样的颜色与黑枸杞中的花青素有关。花青素(anthocyan)，又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，其呈现的颜色与溶液的pH有关，随着溶液的pH值逐渐升高，花青素溶于水的颜色会由红色变为紫色再变为蓝色。日常生活中用于饮用的水一般呈弱酸性或弱碱性，因此泡黑枸杞时会呈现紫色或蓝色。黑枸杞虽好，可不要贪杯哦，养生boys和girls平时还是要好好注意身体健康的！
By 懒懒的下午三点半
6
Q
能用凸透镜聚集月光将纸片点燃吗？
by 匿名
A
凸透镜有聚光的功能，使光能量会聚于焦点处，从而引燃物品。在日光比较强的时候我们用口径2厘米，焦距10厘米左右的凸透镜就能点燃普通纸张。而月亮对地球的辐射大约是太阳对地球辐射的40万分之一， 那么大家可能会想，做一个更大口径的理想会聚系统来使月光达到和日光同样的效果，大概也就是13米左右的口径吧（看我的13米透镜，允许你先跑12米）。但其实事情远没有这么简单，因为光学系统是存在衍射极限的，只能将光会聚为一个光斑而不是一个光点，光斑的半角宽度为
其中D为口径大小，再计入一些由于系统尺寸增大带来的其他影响，光斑大小约为的113mm，这样一来，好不容易会聚起来的能量又分散到这么大的面积上了，很难将纸片点燃。所以这种事情还是白天做，晚上就安安静静地赏赏月看看星星什么的也很美好嘛。
By 懒懒的下午三点半
7
Q
托着一个物体保持静止时，手没有对物体做功，为什么手还会感到累？
by E=mc2
A
当我们托着或举着物体保持静止时，我们没有对外做功，但是我们自身为了保持这个动作需要消耗能量，于是便感到累了。这和肌肉的生理结构有关，我们的肌肉有2种运动模式：等长收缩和等张收缩。当我们把重物缓缓托起，肌肉做的是等张收缩，即肌肉张力保持不变。而托着物体保持静止，肌肉做等长收缩，即肌肉长度保持不变。
看起来一整块的肌肉，其实是由大量的肌原纤维组成的，肌原纤维分为粗肌丝（下图紫色）和细肌丝（下图绿色）两种。
当粗、细肌丝相互滑动时，图中这个小单元的长度缩短了，这便是肌肉收缩的原理。大量这样的单元构成我们的肌肉，当我们保持不动时，肌肉中无数个这样的单元之间分工合作，“你收缩我就放松，你放松我就收缩”，从而保持手托着物体不动。因此，拖着或举着一个物体保持静止时，我们的身体没有对外做功，但是身体保持这个动作需要肌肉内大量这样的小单元进行伸长与缩短，从而产生能量消耗，我们就觉得累了。
By 金鱼J
