你和四驱兄弟只差一根橡皮筋

正经玩原创

Shiny & Tom 中科院物理所

2020-01-11 13:19:12

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#正经玩

正经玩每周六会推送一个好玩的科学实验，希望能给您带来乐趣，知识与陪伴。向我们分享你的实验视频，还有机会领取小礼品哦！

看过动漫《四驱兄弟》的同学应该都对下面一幕记忆深刻

冲啊！旋风冲锋龙卷风~

为什么小豪的旋风冲锋能突然获得如此巨大的动能一跃而起呢？小编通过科学分析提出下面大胆的假设

它可能内置了一根橡皮筋

橡皮筋

不信我做给你看~

实验器材

所标杯、吸管、竹签、纸板、胶带、铜丝、橡皮筋、瓶盖、美工刀、热熔胶枪

实验过程

首先制作一个简单的小车，大家发挥创造力就可以了，但注意纸板要露出后轮轴中间部分。谁不想拥有一辆四驱车呢？在后轮轴的中间粘上一小截木棍，将橡皮筋一端缠在木棍上，将橡皮筋的另一端固定在纸板上。成品展示如下

在表演前我们要“上发条”，在纸板上加一些重物防止打滑，释放~

让我来康康是谁没有投稿

原理解说

这次实验装置的核心是橡皮筋儿，橡皮筋儿就像是一个发条，持续输出一个力矩到后轮上。发条在使用时是这样的：外界先对发条做功，这部分功会转化为发条的弹性势能，被储存起来。当发条释放后，弹性势能会以弹力做功的方式对外输出。由于这种持续输出能力，所以发条被用到钟表以及一些小玩具中。实验中还有一个很有趣的现象，如果我们将所标杯拿起，小车会因为后轮打滑而无法快速地向前行走。具体的原因需要对整个系统进行受力分析。

如下图，对小车整体而言，驱动其前进的动力来源于桌面与后轮之间的摩擦力f1。而对后轮而言，除了桌面给它的摩擦力，它还受到橡皮筋儿的拉力T1，这两个力的合力矩会使后轮快速转动，当没有所标杯时，桌面对后轮的摩擦力较小，摩擦力驱动小车前进的速度Vc会小于后轮转动时车轮最外侧的线速度V1，这时车轮无法做纯滚动运动，因此会发生打滑。

前几天下雪，路面很多积雪还没有融化，在上面行走非常容易滑倒。小编为此十分苦恼。但是，当小编看到放上所标杯后的小车再也不打滑时，突然若有所悟，随即打了一个电话：“喂，来两份炸鸡排，再加一杯可乐，要那个中杯~”

上期回顾

NO.186 无穷远到底有多远？一招带你「窥视无穷」| 正经玩

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03-夏目漱石的实验分享如下：

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05-中二所永不翻车的实验分享如下：

06-oo爱科研的实验分享如下：

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