墨滴+⼩船=永动?|正经玩

作者: 阿樂 & ⼩帕 & iu

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-10-22 12:35:25

本文通过实验展示了油墨发动机版的⼩船如何在水中运动,并解释了其背后的科学原理,即油墨的扩散带来的表⾯张⼒能量转化为⼩船的动能,而非不需要能量的“永动机”。

是传说中的曲率引擎?是未知的神秘魔法⼒量?还是“永动机”?错!都不是!今天,⼩编就带⼤家看⼀看油墨发动机版的⼩船到底是何⽅神圣。

实验器材:油墨笔芯(若⼲),⼀张硬卡纸

实验过程:第⼀步:将硬卡纸剪裁成⼩船的模样。(剪裁的形状可以发挥⼤家的想象⼒,⼩船、⻜机、机器⼈等都⾏)第⼆步:将油墨滴在⼩船的尾部,让油墨⼀会⼉能够接触到⽔⾯。Tips:如果⼤家是吹出来的,千万注意安全不要吸到嘴⾥⾯。第三步:缓缓地垂直将⼩船放进⽔⾯,观察⼩船的动向。第四步:把刚刚的笔芯单独拿出来放到⽔⾯的上⽅。第五步:将笔芯⾥⾯的油墨滴到⽔⾥⾯,观察油墨的变化。是不是很像放烟花

原理解说:油墨不溶于⽔,当它接触到⽔的⼀瞬间就会⽴刻扩散开来。油墨的扩散会带来⽔表⾯上⾯积的增⼤,如下图所示。⽽扩⼤表⾯就会给船带来⼀定⼒的作⽤,从⽽造成船的运动。表⾯⼒作⽤示意图。那能量从哪⾥来呢?其实是表⾯张⼒的能量。表⾯张⼒能是表⾯每增加单位⾯积⽽带来的变化。当油墨⾯积增⼤时,表⾯能会减少转化成⼩船的动能。所以并不是⽹上有些谣⾔所谓的不需要能量的“永动机”哦~

参考资料:https://mp.weixin.qq.com/s/EupPvjhVDYHrl2q0QgHVaA

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