正经玩小编的爬山实验

作者: Shiny&Tom

来源: 中科院物理所

发布日期: 2020-07-11 11:38:00

正经玩小编利用物理原理制作了一个爬山实验装置,通过交替拉动绳子使纸牌爬升,展现了绳子与吸管间摩擦力的应用,同时回忆了童年的乐趣。

当正经玩小编接到爬山邀请时,心情非常激动。作为学物理的小编,为了保证自己的安全,他突发奇想,利用桌上的吸管制作了一个实验装置。实验器材包括所标杯、吸管、胶布、绳子、剪刀、扑克牌。首先,他将吸管剪成两段,并用胶布将其粘在纸牌上。接着,将线的两端分别穿过两段吸管,并将绳子挂起。通过交替拉动两侧的绳子,纸牌就会向上爬升。

这个装置的原理在于绳子与吸管之间的摩擦力。当两根小吸管呈“八”字结构时,拉紧两端的绳子会使绳子呈一定的夹角,这个夹角产生的张力合力会对吸管产生压力,进而产生阻止纸牌下滑的摩擦力。同时,A、B两处的合力矩会使纸牌逆时针转动,而C、D两处的合力矩则会使纸牌顺时针转动。当两侧的绳子同时拉紧时,摩擦力和力矩会相互抵消,使纸牌静止不动。

当用力拉动右侧的绳子时,右侧绳子的夹角变大,张力的合力减小,而左侧绳子的夹角变小,张力的合力增大。这意味着右侧绳子与吸管之间的摩擦力会变小,而左侧绳子与吸管的摩擦力会变大。因此,左侧的吸管无法滑动,而右侧的吸管则可以滑动,使纸牌绕着左侧吸管逆时针转动,从而使右侧吸管转到一个更高的位置。

通过交替拉动两侧的绳子,纸牌就会一步一步地往上爬。这个实验不仅让小编在爬山时感到安全,还让他回忆起了童年的乐趣。在爬山过程中,小编还遇到了张老师,张老师用剪刀剪断了绳子,留下了悬念,预示着故事的未完待续。

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