在物理世界里,力與力的對抗并不消耗能量。磁鐵吸在冰箱側(cè)面之所以不會掉,是因為兩種力:摩擦力和磁力。加上向下的重力,只要這三種力量能達到平衡,磁鐵就不會掉下來。
磁鐵只是一個特例,而更普通的現(xiàn)象在我們生活中隨處可見。比如說,一塊放在斜坡上的木塊,因為有摩擦力,木塊可能會靜止在斜坡上幾十年都不會滑落下去。
木塊在斜坡上靜止著,同樣也在克服重力,但這個過程并不需要消耗任何能量,只需要三種力之間能達到平衡就可以了。
一個更容易理解的例子是我們平時開的汽車。當你開車在斜坡上需要停車時,一定會拉上手剎,然后熄火下車。當車停下來靜止在斜坡上時,汽車克服重力消耗能量了嗎?并沒有,不然的話,靜止在斜坡上的汽車早就把油耗盡了,當然熄火的汽車也沒有耗油的機會。
說到這里或許還會有人不太理解,或者說不容易接受。主要是因為我們常常不由自主地把能量和力的概念混在一起用。
再舉個例子,我們都玩過單杠,當你用雙手吊在單杠上,并不做向上的運動時,你也會感覺到很累,事實上即便是吊著不動也會消耗能量。
但你可能會質(zhì)疑:雙手吊著不動,與靜止在斜坡上的汽車不是一樣的嗎?汽車不消耗能量,為什么雙手吊在單杠上就消耗能量呢?
實際上,表面上看起來沒有動,其實你時刻在通過肌肉的收縮來對抗重力,只是這種肌肉收縮非常微弱,但即使再微弱也會做功,而做功就會消耗能量。一個很明顯的事實是,當你吊的時間長了,一定會出現(xiàn)肌肉抖動的現(xiàn)象,而且時間越長越明顯,抖動其實就是肌肉在不斷收縮,以對抗重力。
現(xiàn)實中還有倒掛的蝙蝠,不過蝙蝠的倒掛與我們吊在單杠上并不一樣,蝙蝠當然不是在鍛煉身體,而是通過肌腱鎖定的方式來倒掛的。就相當于用繩子把你綁起來,然后吊在樹上,這個狀態(tài)與你主動吊在單杠上有本質(zhì)區(qū)別,你被吊在樹上并不需要肌肉收縮對抗重力,保持自然狀態(tài)就可以。
倒掛的蝙蝠同樣不需要消耗能量(或者說消耗能量很少,因為現(xiàn)實中沒有完美的情況),蝙蝠依靠的是肌腱本身的物理屬性來提供力量的,而不是肌肉收縮。