有一个长期循环互联网上的模因基本上是一个问题：磁力推进车辆会起作用吗？（这是发布在Reddit上的一个版本。这是一张非常简单的皮卡车图，前面附有一块厚厚的金属板。起重机臂从卡车后部延伸到驾驶室上方，并在车辆前方固定一块强磁铁。这里的理论是，磁铁会吸引板并将卡车向前拉，基本上产生永动机而无需燃料。
这是我对这幅画的版本：
好吧，您可能已经猜到这行不通。（我的意思是，如果是这样的话，我们早就开着无燃料磁铁车了，对吧？但为什么不呢？有没有办法让我们工作？
让我们开始吧。
我们总是用力来描述相互作用。当你坐在椅子上时，椅子会用一些力向上推你，这是由于你的底部和座椅之间的接触力相互作用。只要站在地球上，就会有一股力量把你拉下来——重力。如果你把一块磁铁放在一块铁附近，磁铁会拉动金属。该力是由于两者之间的磁相互作用。
需要注意的一件重要事情是，所有这些示例都是两个对象之间的交互。没有椅子，人与椅子之间就无法互动。地球和人、磁铁和金属也是如此。
让我们看一下两个通用对象 A 和 B 之间的交互。如果物体 A 推动物体 B，则物体 B 也以完全相同的力强度推动物体 A，但方向相反。我们通常将其称为牛顿第三定律：对于每个力，都有一个相等且相反的力。
你实际上可以测量这些相等和相反的力。让我们在低摩擦轨道上驾驶两辆手推车。两个推车的顶部都安装了力传感器，两个传感器用橡皮筋连接在一起。
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当我把它们拉开时会发生什么？右边的推车拉动左边的推车。左推车以相同的力向后拉，但方向相反。（实际上，在这种情况下，还有橡皮筋，但由于它的质量如此之低，我们可以假装它是某种基本力，例如重力或磁力。
以下是两个力传感器在此交互过程中读取的内容：
由于牛顿第三定律，两个传感器的力测量强度几乎相同。
对于我们假设的磁力驱动车辆，我们还需要考虑另一个力规则。这是牛顿第二定律，它说物体上的净力会改变该物体的速度。您可能已经看到该定律表示为以下等式：
在这个一维方程中，总力或净力等于物体质量及其加速度的乘积。（这个也有一个矢量版本，但不要担心。
加速度告诉您物体的速度变化速度有多快。但是，如果物体上的合力为零，则加速度也必须为零。如果一个物体处于静止状态，加速度为零，那么它就必须保持静止。这对于我们的磁力推进卡车也很重要。
当然，测试这个想法是否可行的第一步是尝试一个真实世界的模型。这很简单。我不需要全尺寸版本;我可以只使用我的低摩擦推车和一种磁铁起重机作为替身。这是我构建的内容：
在左边，你可以看到一个大型的钕磁铁，它连接到一个基于乐高的起重机上，它用胶带连接到推车上。以防万一你以前没有使用过这些东西，它们非常强大。手推车本身上附有一根大小适中的铁棒。磁铁和熨斗之间确实有一种相当大的吸引力——如果你不小心，它的强度足以捏住你的手指。
测试很简单：磁铁对铁棒的力会让整个东西动起来吗？
答案是肯定的。。。这是行不通的。手推车不加速，也不移动。（我本可以把它拍成电影，但一部不动的电影真的没那么有趣。
那么为什么它不起作用呢？也许最好的起点是使用稍微不同的磁力推车，它可以加速。看看这个：
现在，推车（右侧）不仅移动，而且在向左移动时加速并增加速度。
让我们用力图看看这个推车上的力。（我们通常称其为自由体图。
如果我们忽略摩擦力，这是相当合理的，那么只有三种力相互作用涉及推车。由于推车与地球之间的引力相互作用，存在向下拉力。由于推车坐在轨道上，因此也存在向上推动的接触相互作用。（这两种力具有相等和相反的强度，因此当它们加在一起时，它们会抵消。然而，它们不是相同的相互作用，因为一个在轨道和推车之间，另一个在地球和推车之间。
这使得磁铁和推车之间的最终力没有任何东西可以反对它。随着这种向左拉动的净力，推车从静止到移动，然后移动得更快。这是一个现实生活中的磁性车辆——就像你一直想要的一样！
这使得磁铁卡车的想法似乎可以奏效。但要了解为什么它没有，我们需要一个带有磁铁和起重机的手推车的力图。实际上，由于它变得凌乱，我将创建三个不同的图表。推车一个，起重机一个，磁铁一个。（别担心，我为你用颜色编码了力量。
让我们从推车上的力开始。现在增加了磁铁和起重机只有一个区别——那就是起重机推动推车的力。请注意，现在推车上的总力（净力）为零。
移动到磁铁，由于磁铁将推车拉向左侧，因此推车将磁铁拉向右侧的力相等。该力的大小与磁铁拉动推车的力相同，因为它实际上是相同的相互作用。
然后是磁铁上的重力，它由起重机向上的拉力平衡。起重机还会向左推动磁铁，以防止其撞到推车上。
最后，我们有起重机本身。我在这里省略了一些不重要的力——最关键的是来自磁铁和推车向相反方向拉动的力。
所有这些物体的净力都为零。这是重要的部分：当净力为零时，加速度将为零。这三个以零速度开始的物体将保持为零。他们不会动。这是行不通的。
我认为很难理解为什么这不起作用的部分原因是您无法直接看到磁铁和推车之间的有吸引力的相互作用。这让它看起来像魔术——而魔术可以使事物动起来。
所以这里有一个磁铁车的细微变化，它也不起作用：假设我把起重机固定在推车上，但我用橡皮筋代替了磁铁和熨斗。拉伸时，橡皮筋还会产生类似于磁铁和铁之间相互作用的吸引力。但是，使用橡皮筋，您实际上可以看到相互作用。一探究竟：
它不会移动，我认为没有人会期望它移动。但它本质上与磁铁车相同。
我喜欢用老卡通片作为例子，在 Looney Tunes Road Runner 系列中，Wile E. Coyote 总是试图找到新的方法来捕捉快速移动的鸟——或者可能是一只愚蠢的兔子。通常他会把事情弄错，但每隔一段时间，他就会碰巧是对的。嗯，有点对。
在这一集中，他放出了一些含有额外铁的鸟种子。在路跑者吃掉它后，Wile E. 在自己身上贴上了一块磁铁，这样他就可以抓住那只鸟。
当然，这是行不通的，因为在动画片中，磁铁被一列行驶中的火车所吸引，所以 Wile E. 撞上了它。而且，更现实的是，在这种情况下，磁相互作用将产生一个非常小的力，不足以克服摩擦。
然而，主要思想至少是基于真实的东西。你有没有注意到，使用这种 Wile E. Coyote 方法，磁铁和铁连接到两个不同的东西上？这是重要的部分。请记住，力量是成对的。磁铁拉动 Road Runner，但 Road Runner 拉回磁铁。由于磁铁的力在Road Runner上，而不是在Wile E.的某个部分，这意味着这些力不会抵消，他能够缩小到自己的毁灭。
最后，当事情看起来好得令人难以置信时，它们可能是真的。