这是明代诗人文三俊关于风动石的诗句。风动石,又名兔石,是一种自然奇观,通指倾斜悬立的巨石,与地面接触面积很小,风吹则石动摇摇欲坠,但又不会跌落悬崖。
? 造化原来一只丸,东封幽谷万层峦,?????????
??????????????????? 福建漳州东山县铜陵镇风动石
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铜山风动石为花岗岩石质,高4.37米,宽4.57米,长4.69米,重约200吨,上尖底圆,状似仙桃,巍然“搁”在一块卧地凸起且向海倾斜的磐石上,两石的接触面仅为十余平方厘米。狂风吹袭可使巨石轻轻摇晃。如果找来瓦片置于石下,选择适当的位置,一个人就能把这硕大的奇石轻轻摇动起来。此时,瓦片“咯咯”作响,顷刻化为齑粉。站在风动石下面,有一种惊险的感觉,叹为天下奇观。
1918年2月13日,东山岛发生7.5级地震,山石滚落,屋倒人亡,可风动石却安然无恙。
“七七事变”后,日军企图搬走风动石,日舰“太和丸”用钢丝索系于风动石上,开足马力,可多条钢丝索被拉断了,风动石却纹丝未动,最后只得放弃这一企图。
风动石的奇妙之处就在于它前后左右重量平衡极佳,狂风吹来时,石体左右晃动,但倾斜到一定角度就不会再动了,故为风动石。为什么风动石会风吹石动摇摇欲坠,但又不会跌落悬崖?这要从力学稳定性的概念来分析。
稳定性概念最清楚的例子来自质点力学,可以由一个圆球位于不同的状态,得到形象地理解。以下4个图表示重力场中,球在不同形状表面上的状态:图A是稳定的,圆球在凹面上,当其偏离静止位置时,由于重力引发的阻尼效应,能自已回到原静止位置;图B是表面为水平的情况,其稳定性是中性的,圆球偏离其原始位置时,仍在水平面上;图C是不稳定的,圆球在凸表面上时,对其静止位置的微小偏离都会使球继续偏离,远离原静止位置;图D表示稳定与否取决于扰动强度,圆球对于小扰动稳定,对于大扰动不稳定,这种情况称为条件稳定。
??????????????????????? 图A? 稳定
图B? 中性稳定
?????????????????????? 图C?? 不稳定
????????????????????????? 图D? 条件稳定???????????
? 铜山风动石虽动不倒,可看成是第四种情况,大风吹来引起的扰动強度仍在条件稳定允许的阈值范围内,所以摇晃后,还会回到原静止位置。同样,1918年的地震引发的铜山风动石的扰动強度也是在条件稳定允许的范围内。
?? 世界上许多国家都有风动石,下面是从网络搜到几个风动石例子:
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???????????????????? 澳洲的风动石主管:中国科学院网信办 中国科学院学部工作局 主办:中国科学院计算机网络信息中心
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