超简单!教你实现“水の悬浮术”!

作者: 阿樂 & 小帕 & iu

来源: 中科院物理所

发布日期: 2023-02-04 13:24:29

本文通过详细的步骤和原理解说,教大家如何实现“水の悬浮术”,并解释了实验中涉及的摩擦力和向心力两个物理知识点。

超简单!教你实现“水の悬浮术”!哈利波特中的悬浮术相信大家都不陌生,今天我们就来教教大家“水の悬浮术”。实验器材包括气球、打气筒、线、色素(可选)、水杯(可选)。实验过程如下:第一步,在水中加入色素,搅拌均匀。色素可以选择颜色深一点的,这样后面实验现象可以看得更清楚。第二步,用吸管或者其他方法在气球中灌入一部分的水。第三步,用打气筒给气球打气,最后将气球扎紧。

第四步,用线拴住气球的尾部,确保悬吊起来气球不会脱落。第五步,用手拍打气球,让气球转起来,旋转的速度越快越好。可以发现气球中的水不再聚集在气球底部,而是“悬浮”起来形成了水环。

原理解说有两个知识点:第一个是摩擦力:当我们快速旋转气球的时候,气球内壁和水之间并不是绝对光滑而是存在摩擦力,所以气球在快速旋转的时候产生的摩擦力也会带动里面的水旋转。

第二个是向心力:水在旋转的时候因为惯性而会有离心现象,它使旋转的物体远离它的旋转中心,从我们这个实验来看就是水会一直远离气球的竖直中心轴,所以水会一直上升到离气球竖直中心轴最远的地方,气球内的水就升高了气球的中心位置。在水达到最终的位置后,旋转需要的向心力会由水的重力和气球壁的支持力的合力所提供,从而形成“动态的水环”。

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