理科生的浪漫:螺旋线的形状

作者: 荔枝&荷塘&婷子

来源: 中科院物理所

发布日期: 2021-10-23 12:20:05

本文介绍了理科生的一个浪漫实验,通过旋转装置使水形成螺旋线喷洒,并解释了其背后的离心力原理。此外,还提及了上期回顾和投稿方式,以及推荐了一本关于如何在古代生存的科普书籍《万物发明指南》。

理科生的浪漫,洒个水都是螺旋线的形状。

我们的浪漫一般人不理解。实验器材包括所标杯、吸管、筷子、记号笔、剪刀、热熔胶、水槽。实验过程首先将筷子伸进所标杯,在稍高于杯口处做标记,用热熔胶将两根筷子交叉固定,剪开吸管,注意接口处不要完全剪断,将吸管固定在筷子上,只需固定红圈内的三处即可。所标杯装满水,旋转筷子尾部,水会被“吸”到吸管中,也可以使用水槽防止水溅满整个桌面。当你掌握了旋转的技巧,就可以转出一个漂亮的螺线啦。

这个小“喷泉”的原理相信大家第一眼就能看出来了,那就是离心力。首先因为内外联通的关系,在装置入水时水就进入到了吸管。随后在我们转动这个装置时,吸管便成为了一个坡道,水在惯性作用下就会克服重力向外流出。以绕z轴以ω角速度旋转的吸管为非惯性参照系,距轴r处的水受到径向的、大小为的离心力,同时吸管内壁提供了使合力垂直于吸管方向的分量为0的支持力。

所以只要我们提供足够大的角速度,使合力朝向吸管外侧,水就可以顺着吸管喷洒出来。而从实验中我们可以感受到这个角速度的要求很小。我们可以粗略地做一个估算:由于气压的存在,吸管内部的水可以视为一个整体,因为靠外的、合力向外的液体会将靠内的、合力向内的液体“拽”出去。并且离心力对于r是线性的,所以可以平均考虑。为了方便计算,我们假设吸管倾斜角度为45°,吸管长度为5cm。

那么吸管内部液体的平均离轴半径就是1.77cm,需要克服9.8m/s2重力加速度,则需(23s)-1的角速度,换做频率就是3.8圈每秒。而由于作为轴的筷子半径不大,这个转速是很容易用手达到的。

上期回顾No.274这波漂移过弯,你打算给几分?

|正经玩01.碳纤维的实验分享如下:02.土豆的小伙伴的实验分享如下:03.我的世界666的实验分享如下:04.汤姆的实验分享如下:05.挚爱丶的实验分享如下:06.正义的实验分享如下:投票将于10月28日零点截止票数前两名将获得大师扑克一份。对于本期实验的投稿我们将在下期进行投票,我们将为票数最高的三位同学送去由中信出版集团出版的《万物发明指南》一本。

如果你忽然发现自己穿越到了只在历史书中读到过的古代,你该怎么办?面对陌生的原始社会,没有电、没有手机、没有网络……没有任何现代化的工具,你该如何生存下去?别担心,这本书可以帮到你!这是一部穿越人类发展时空、图文并茂的科普作品,追溯了人类发展历程中的重大发明发现,带领读者重新感受了人类文明的发展进程。

本书编排精妙,切入点新颖有趣,是为一位不小心“被穿越”的旅行者而打造的生存指南,读者可以跟随作者的脑洞,搭乘时间机器返回那些曾经在传说中听过的时间、地点,根据具体的情境思考自己该如何生存。书中有详细的操作步骤,交互式设计令读者获得全新的阅读体验,展开一场别具一格的时空旅行和文明创造游戏。

投稿方式投稿时间截止到每周五晚十点。48小时没有和我们互动的用户,我们无法给您发送消息。

为了防止联系不到获奖用户的现象发生,请投票最高获奖后及时联系我们。往期回顾编辑:荔枝近期热门文章Top10↓点击标题即可查看↓1.屁股到底是怎么区分屎和屁的啊??!2.尼奥斯湖杀人事件:一个小小饱嗝竟致超千人死亡3.历史上“消失”的日期:我消失了,但仿佛又没消失……4.怎么才能让近视度数不再变高??5.你没发现飞机降落时都很奇怪吗?有人用这个物理规律造出了著名“怪物”飞机6.徒手画圆算什么?

我家老师还会……7.电池总要充到100%?快住手吧你8.为什么手麻时会有针刺的感觉?|No.2729.你的大脑其实是个怂货10.在密铺的瓷砖背后,隐藏着令人毛骨悚然的幻影....点此查看以往全部热门文章

UUID: 0c397269-e919-4ccd-b490-e5072adfad47

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院物理所公众号-pdf2txt/2021/中科院物理所_2021-10-23_理科生的浪漫,洒个水都是螺旋线的形状 | 正经玩.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0042 元