1700042072
1700042073
牛顿第三定律之所以能让物体动起来，是因为作用力和反作用力的受力对象是不同的。当你推盒子时，盒子也以相同大小的力在推你。如果你跳伞，地球对你的吸引力和你对地球的吸引力是完全相等的。但是，我们不能忘了牛顿第二定律——外力等于质量乘以加速度。地球的质量远远在你的之上，所以即便你与地球相互作用的力相等，地球所承受的加速度等于外力除以它庞大的质量——不管怎样，地球都不会受到影响。
1700042074
1700042075
当椅子推你时，你也推了椅子。如果不是你推了椅子，你就不会带着加速度陷入椅子中，而会感觉被猛地推向前去。不过，牛顿第三定律的作用远远比这些要重要得多。飞机发动机之所以能使飞机运动，仰赖的就是它。
1700042076
1700042077
1700042078
1700042079
1700042080
飞行中的科学 [:1700041542]
1700042081
飞行中的科学 成为喷气机一族
1700042082
1700042083
发动机熄火时，你能看见其前部的巨大的风叶，它们吸入并压缩空气。空气将与雾状燃料混合在一起，这些混合物会在燃烧室里被点燃。这将产生巨大的能量，部分能量将输送给涡轮机以保持压缩机叶片持续运转，但绝大多数能量将从引擎后部喷射出去，汇入压缩机叶片吸入的强劲的空气中。由于引擎对空气产生了一个巨大的向后推力，反过来，空气也会以相同的力量将发动机（飞机）推向前。飞机之所以能持续飞行，靠的就是牛顿第三定律。
1700042084
1700042085
飞机引擎能产生巨大的推力。一架四引擎的波音747能产生10万牛顿或100万牛顿的力。牛顿是力的单位（当然，它是以牛顿的名字命名的）。1牛顿的力相当于使质量为1千克的物体产生1米每二次方秒的加速度所需要的力。对于保时捷这种高性能的跑车来说，从0加速至60英里/小时只需要3秒。如果车的重量（在摩擦力的作用下）是200千克，那它产生的推力将达到1．8万牛。
1700042086
1700042087
大多数情况下，我们可以通过牛顿定律得出那些和物体运动有关的数据，但是严格来说，牛顿第二定律有一定的局限性，它只适用于那些运动速度比光速慢的物体。运动速度越快，它得出的数据就越不精确，有时，甚至在相对低速时，它得出的数据也是有误的，这也是为什么我们需要调节GPS卫星的计时器，因为它时常会产生偏差。之后我们会说到，如果要获得绝对的精确，或在物体运动速度极快的情况下，我们需要用相对论来替代牛顿第二定律。但是，对于日常生活中的那些运动来说，牛顿定律就够了。
1700042088
1700042089
1700042090
1700042091
1700042092
飞行中的科学 [:1700041543]
1700042093
飞行中的科学 旋转和爬升
1700042094
1700042095
飞机开始加速了，飞行员会依次接到指令让飞机加速到V1，VR和V2，这是至关重要的三个空速。对于每一个型号的飞机来说，这三个速度都相对固定，以确保飞机安全起飞。飞机一旦接到“V1”的指令，就意味着它必须起飞，V1被称为决断速度。VR中的“R”代表“rotation”，当飞机达到这个速度时，飞行员会接到“Rotate”（抬轮）的指令。接着，飞行员向后轻拉操纵杆，变换水平尾翼舵面的角度，让机头抬头离地。这样的倾斜能使空气与机翼之间形成更小的角度，使飞机获得更多升力。此时，飞机虽然还没有完全离开地面，却一直处于加速中，当加速到V2（起飞速度）时，它就成功起飞了。
1700042096
1700042097
起飞后引擎的噪音会立刻变小，这会使第一次上机的飞行员感到有些担心。其实这并非故障，而是正常现象。引擎源源不断地输出能量，帮助飞机爬升和加速，只不过会稍稍减小油门，减小发动机噪声对机场附近居民的影响。
1700042098
1700042099
1700042100
1700042101
1700042102
飞行中的科学 [:1700041544]
1700042103
飞行中的科学 感受气压
1700042104
1700042105
随着飞机爬高，你的耳朵内会有些异样的感觉，你会觉得不舒服，甚至可能感到阵阵刺痛。机舱中的压力低于标准大气压，由此产生耳朵不适的症状。一架民用飞机的巡航高度为35000～40000英尺（约为5英里或11千米）。之所以选择在这个高度上飞行，一方面是为了省油，因为这个高度上的空气阻力较小；另一方面是为了避开影响飞行安全的气流。在这个高度上，气压极低，使人无法呼吸，这里的氧气量只有地面上的1/4，所以，此时机舱内需要加压。
1700042106
1700042107
从理论上来讲，人们可以将机舱中的压力调整至与海平面气压一致，但是随着压力增大，飞机的重量也会随之增加以确保机舱处于密封状态——因此需要在两者间找到一种平衡。人们认为海平面上6000～8000英尺的气压是机舱内最合适的气压，这实在是一个武断的决定。这个高度类似于墨西哥城的海拔，它是地球上海拔最高的城市。6000英尺处的气压相当于海平面气压的80%，这意味着你只能获得平时4/5的氧气量。而8000英尺高空的气压只有平时的3/4。
1700042108
1700042109
由于气压减小，你也许会感到呼吸不顺畅，或是容易疲乏，不过影响最大的还是你的耳朵。伴随着周围气压的减小，你体内无论什么气体都会膨胀。耳朵不适症源自咽鼓管内空气膨胀。咽鼓管连接着你的鼻子和嘴，压力改变导致咽鼓管内空气膨胀，耳膜充血，造成耳朵不适。不过，你可以通过吞咽、打哈欠，或用瓦耳萨耳瓦氏手法（Valsalva maneuver）来平衡耳膜两侧的压力差，缓解不适。瓦耳萨耳瓦氏手法指的是用手指捏住鼻子，然后轻轻吹气。
1700042110
1700042111
1700042112
1700042113
1700042114
飞行中的科学 [:1700041545]
1700042115
飞行中的科学 机翼的工作原理
1700042116
1700042117
引擎的动力还不足以使你离开地面，你还得感谢机翼。即便是高速运动也无法阻止你下坠的趋势。试想你站在地面上，一只手拿着一颗子弹，另一只手拿着枪，枪里也装着一颗一模一样的子弹。松手让子弹下坠，与此同时，扳动手枪，枪里的子弹水平射出去。哪颗子弹会先落地呢？我们本能的反应是手中的子弹先掉在地上，但事实上，两颗子弹会同时坠地，而且它们落地的速度也是一样的。
1700042118
1700042119
由此可见，光有速度是不够的。飞机还需要升力——它是一种向上的力，能对抗重力，使飞机腾空。机翼的存在就是为了获得这种升力。当鸟扇动翅膀在空中飞翔时，升力的来源显而易见。挥动的翅膀将空气向下推，获得向上的反作用力（见牛顿第三定律），就像飞机引擎那样。但是，当鸟处于滑行状态时，升力从何而来呢？或是就飞机而言，它的机翼是固定的，不能挥舞着来推动空气，怎样才能获得升力呢？实际原因有可能与你最初的直觉有所偏差。
1700042120
1700042121
