炒菜锅里的“飞车走壁”

　　你见过飞车走壁的表演吗？简直惊险极了！有的在圆桶型的内壁上飞驰，有的在球壳状的内壁上献技。为什么它不会往下掉？为什么演员们总是先在靠近底部半径比较小的桶壁上加速到足够高的速度以后，才飞上陡壁？为了搞清这些问题，你可以先在炒菜锅里做一做“飞车走壁”的实验。

　　取一粒弹子放在铁锅壁上，毫无疑问它要往下掉。但是如果你使弹子沿铁锅的圆周切向有一较大的初速度，弹子就可以在锅底壁上旋转起来。随着速度减小，弹子就在越来越靠近锅底中心的曲线上旋转。这和飞车走壁的现象是类似的。

　　是什么力维持弹子在锅壁上作圆周运动呢？图1．39－1描绘了弹子的受力情况，弹子在离锅的中心轴半径为r的地方，受重力G、支持力N 和摩擦力f的作用。将这些力沿竖直方向和水平方向分解，可以建立稳定旋转时的两个方程：

　　从（1）式可以看出，弹子不仅靠支持力，而且靠摩擦力的竖直分力与重力相平衡，壁越是陡峭，就越需要摩擦力给它以向上的支撑作用，而要能产生足够的摩擦力就必须增大摩擦系数和正压力。

从（2）式可以看出，靠支持力的水平分力为其提供向心力。在陡峭的壁上，速度越大，半径越小，弹子对陡壁的压力越大，它受到的支撑力也就越大。如此看来，飞车成功的关键在于速度，你能理解这一点吗？