用卷纸进行的科学实验

作者: Shiny & Tom

来源: 正经玩

发布日期: 2019-10-12 13:06:26

本实验通过简单的纸筒和标记,探讨了重心变化和运动速度对视觉效果的影响,展示了物理学的趣味性和实验性。

用完的卷纸不要扔,用笔画两下,隔壁的小孩都可以正经玩。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。如果说要给生活中最尴尬的时刻排个名,上厕所没带纸一定能排上前三。但此时此刻,身在厕所的小编却陷入了更深的焦虑,我竟然没带手机,该如何度过这无聊的时光呢?我看着即将用完的卷纸,陷入了沉思。

实验器材:所标杯、笔、纸筒(没错,就这么简单)。实验过程只有一步:用笔在纸筒的两端分别画上圈号和叉号。首先来个开胃菜,手持纸筒离桌面一定距离,如何使纸筒“立正”落地呢?你首先想到的可能是这样做,与我们想象中的不一样,这种方法很难成功。但当我们换一种姿势,成功的概率会大大增加。

是不是很神奇,但也许你会问,画上去的圈叉有什么用呢?别急,一个纸筒也要双倍快乐。用手指朝后方轻按画上记号的地方,使得纸筒弹出并旋转。这时候你看见的是哪一个符号呢?拍摄的效果没有人眼感受明显,大家可以亲自动手试一试。神奇的是,从〇号端挤压时,在纸筒旋转的过程中,基本只能看见〇号;从叉号端挤压时,则基本只能看见叉号。

原理解说:这次我们秉持着“既然要追求节约,那就贯彻到底咯”的信念,用一个纸筒获得了双倍的快乐。但是,玩归玩,闹归闹,原理解释跑不掉。为什么一个纸筒可以展示出这么多有意思的现象呢?我们来细细地分析一番。第一个实验,由于纸筒与桌面之间存在弹力,纸筒会发生反弹,纸筒受弹力作用会发生翻转。经过仔细的观察我们可以发现,不同的释放状态,纸筒翻转过程中的重心高度变化不同。

当小纸筒直立释放时,纸筒的重心在翻转过程中是越来越低,这一过程重力做正功,纸筒翻转的速度越来越快,无法稳定直立。当小纸筒水平释放时,纸筒的重心在翻转过程中却是越来越高,所受的重力做负功,纸筒翻转的速度越来越慢,从而可以在直立状态时静止稳定。

第二个实验,叉与〇被写在柱面的同一侧,应该是同时朝上出现在我们眼前的,可为什么实验中我们只能看到其中一个?

通过对运动的仔细观察,可以发现这与它们各自的运动速度不同有关。纸筒在向前滑动的同时也在转动,叉与〇的滑动速度是相同的。在图中我们记为v。以地面为参考系,纸筒的轴在做绕轴转动,且上下两端的速度方向相反。由于速度的叠加性,可以知道,当挤压的是叉端时,叉的速度较慢,因此肉眼能够分辨;而〇的速度较快,肉眼难以分辨,所以我们就看不到了。

就这一个小小的纸筒,可以玩出许多花样。小编的快乐,就是这么朴实无华且枯燥。

UUID: 1b4edda0-fe3d-4e85-bc63-35e62a89d084

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/2019/中科院物理所_2019-10-12_用完的卷纸不要扔,用笔画两下,隔壁的小孩都 | 正经玩.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0067 元