有一根繩子，它的一端系在固定點(diǎn)，另一端系著一個(gè)小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)我們突然松掉固定點(diǎn)時(shí)，小球會(huì)以怎樣的方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)？(a)繼續(xù)做一小段圓周運(yùn)動(dòng)；(b)沿著切線方向飛出去；(c)沿著徑向飛出去。

很多人可能會(huì)想，這道題不是很簡(jiǎn)單嗎？高中時(shí)就學(xué)過(guò)，圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)小球的速度方向就是沿著圓的切線方向，所以當(dāng)我們松掉固定點(diǎn)時(shí)，小球肯定會(huì)沿著切線方向飛出去，所以答案選擇b。說(shuō)實(shí)話，我的第一反應(yīng)也是答案b，但實(shí)際上這個(gè)答案卻是錯(cuò)的。

美國(guó)北卡羅萊納州海波特大學(xué)就曾經(jīng)演示過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。他們使用一個(gè)特殊的裝置來(lái)制造勻速圓周運(yùn)動(dòng)，然后按下一個(gè)開關(guān)后能讓固定點(diǎn)脫落。在整個(gè)過(guò)程中，會(huì)用高速攝像機(jī)對(duì)此進(jìn)行拍攝，我們就可以得到小球的運(yùn)動(dòng)軌跡了。

從上圖我們可以看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)他們松掉固定點(diǎn)時(shí)，小球?qū)⒗^續(xù)做一小段圓周運(yùn)動(dòng)。那么，這是怎么回事呢？為什么與我們高中學(xué)的不一樣呢？為了解答這個(gè)問(wèn)題，我們先從彩虹圈說(shuō)起。

我們經(jīng)常看到有博主用彩虹圈拍這樣的實(shí)驗(yàn)：用手抓住彩虹圈的一端，讓另一端自然下垂，然后我們突然放掉彩虹圈。本來(lái)，我們期望彩虹圈會(huì)整個(gè)往下掉，但結(jié)果卻是底端保持不動(dòng)，直到頂端已經(jīng)下墜到極限位置。

為什么會(huì)這樣呢？這是因?yàn)椋?dāng)我們抓住彩虹圈一端時(shí)，彩虹圈上的每個(gè)點(diǎn)，都會(huì)因?yàn)橹亓托巫儺a(chǎn)生的張力而保持平衡。當(dāng)我們釋放彩虹圈的瞬間，彩虹圈的形變還存在著，因此除了頂端之外所有點(diǎn)都還保持著平衡。之后，頂端附近開始收縮，它們就會(huì)失去張力的支持而開始下墜。不一會(huì)兒，這種收縮波從頂部傳至底端，最后底端也開始下墜。

那么，這和我們提到的實(shí)驗(yàn)又有何關(guān)系呢？我們知道，繩子綁住小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的張力充當(dāng)小球的向心力。那么，繩子的張力又是怎樣產(chǎn)生的呢？沒錯(cuò)，就是你想的那樣，繩子形變產(chǎn)生的張力，只是這個(gè)形變非常小，生活中我們一般不容易觀察到。

所以，當(dāng)我們松開固定點(diǎn)的時(shí)候，綁住圓球的繩子的那一端的形變還繼續(xù)存在著，因此它產(chǎn)生的張力繼續(xù)充當(dāng)小球圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。因此，在那一瞬間，小球?qū)?huì)繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)。所以，答案應(yīng)該選擇a才對(duì)。

如果我們把繩子換成彩虹圈的話，那么這個(gè)效果會(huì)更加明顯：松開固定點(diǎn)后，小球繼續(xù)圓周運(yùn)動(dòng)走過(guò)的弧長(zhǎng)明顯會(huì)比繩子的還長(zhǎng)，因?yàn)椴屎缛κ湛s波傳播的速度會(huì)比繩子更慢一些。