顶纸板和造导弹

郭治

找几张薄厚均匀的硬纸板，把它剪成圆形、正方形、长方形和任意的几种形状。试试看，你能用一只手指平着把种种纸板顶起来吗？你会发现，这并不是件容易的事。首先是要顶对地方。例如，要顶圆纸板，只能顶它的圆心，要是顶别的地方，它就要歪着掉下来；顶正方形就要顶对角线的交点； 顶平行四边形也要顶两条对角线的交点；顶三角形，那就要顶三条中线的交点了。要是一个复杂的图形，要找这个点就不容易了——你也许试上半天， 也没有找到这个点。这个神秘的点就叫物体的重心。

在地球上，无论什么东西都要受到地球的吸引力。地球伸出了一只只无形的手向下拽着每件物体，那无形的手总是抓在每个物体的重心上，所以， 你在重心那里向上一顶，就和地球的吸引力平衡了，纸板就不会歪着掉下来了。

怎样找到任意形状纸板的重心呢？有个窍门你不妨试试：在墙上钉一个小钉，再剪一块形状不规则的硬纸张板，随便扎一个小洞，把纸板挂在钉子上。再用一段棉线，一端拴上一把小锁，把棉线的另一头也拴在那个钉子上， 用铅笔沿着棉线在纸板上画一条直线。

取下纸板和棉线，再随便扎个洞，让钉子穿过纸板上这个小洞，重新挂好。像刚才那样系上棉线，再顺着棉线在纸板上画一条直线，两条直线相交于一点，这就是你找的重心 O。

这个游戏你还可以再重复几次。你会发现，挂重物的棉线总要通过纸板上的 O 点。当你取下纸板，用手指顶 O 点时，纸板总能停住。这说明，一个物体只有一个重心。

物体的重心位置是由它的形状和物质分布的情况决定的。一个均匀的球体，它的重心就在球心：一根均匀的金属棒，重心就在它的中心，孙悟空总是从重心那里提起金箍棒的。

如果物体内部物质分布不均匀，重心就会偏到物质密集的地方。锤子的重心就靠近锤头。

重心的位置有时是事关重大的。一个轮子的重心要是在轴上，它飞转起来仍是稳定的。要是轮子的重心偏到一边，它飞转起来就成了个偏心轮，时常会甩出去发生事故。你用洗衣机甩干湿衣服时，要是衣服放得偏一头，洗衣机转起来就会“咕咚、咕咚”地响，那就是重心偏了的缘故。

现代导弹要想稳定地飞行，也要事先确定好导弹的重心。导弹的重心位置要是有偏差，发射到空中它就会翻筋斗，所以在制造导弹时要用专门的仪器和设备来测定重心。

在测定导弹或某一部件的重心时，有一种简易的方法叫悬吊法，它的原理和我们玩的顶纸板游戏很相似：把物体用绳索悬吊起来，物体静止以后， 它的重心必定在悬吊线的延长线上。另换一个悬吊点，重心也一定在这根悬吊线的延长线上，这两根悬吊延长线的交点就是重心。用悬吊法测定导弹的重心，比测薄片物体要复杂些，要在弹体上装专用的测定重心梁（吊挂梁）， 运用铅坠找出数据，求出重心来。你瞧工程师设计的这种悬吊法是不是和你玩的游戏相似？