揭祕實驗:刀尖上的平衡舞手工舊物改造教程
怎麼樣,看到這個平衡裝置覺得不可思議嗎?肯定的告訴你,除了你在圖片中看到的那些叉子勺子神馬的,我們什麼也沒有用。不對,事實上我們還用到了幾個簡單的物理原理,而它們才是這次實驗的主角。接下來,我們就為你介紹這幾位主角,並且教你逐步實現這個神奇的平衡裝置。
1 實驗用具● 不鏽勺、叉各一把(兩把叉子也是可以的)● 牙籤● 美工刀● 打火機 2 製作方法2.1 製作平衡臂● 將叉子和勺子交錯插好,兩隻柄略向前成弧。確保穩固。 2.2 尋找平衡點● 固定美工刀,使刀刃成圖片中的體位~● 在叉齒和勺子中的尋找平衡點,插入牙籤,然後牙籤中部搭在刀尖上,使合體的叉勺保持平衡(這一步聽起來很玄,實際做起來你就會知道它有多簡單了)。2.3 見證奇蹟● 點燃牙籤的另一端,接下來,就是見證奇蹟的時刻了! 3 實驗原理
冷靜下來以後我們發現這個實驗讓人驚奇的地方有兩個——第一是叉子憑什麼和牙籤合體後就有站在刀尖的超能力了呢?第二是憑什麼火就燒不到合體後的牙籤的支撐點呢?
再冷靜一下、放下對合體的成見之後,我們發現這裏面的科學道理這樣的:
● 科學道理一:首先把整個叉子勺子牙籤組合之後的結構,做一個力學的抽象。牙籤與刀刃的接觸點就是結構的支點,當質量分佈比較近似的叉子和勺子組成穩定的結構,並且以實驗中的姿態所示處在地球重力場中時,整個結構的重心就在支點的下方。為了照顧中學物理苦手們,現在請繼續把整個結構抽象成一個掛在虛擬繩子上的重心(再照顧一下,圖中紅色的小球)。突然,是不是感覺被提醒了?對,現在進入單擺的模式。這個餐具組合體就是以單擺的規律在保持平衡,當重心位置改變時,重力就通過約束重心的虛擬繩子把重心拉回原來的位置上。於是現在晃晃悠悠的複雜結構在你腦中只不過是一個繫着繩子,安靜下垂的虛擬小球了。 ● 科學道理二:大家都知道可燃物體燃燒一般有兩個要素,燃點和足夠氧氣。“在這個實驗中,本來牙籤在歡快的燃燒,但是為什麼突然就沒有氧氣了呢?是誰家孩子的鼻孔這麼大?”如果你這樣想了,那麼小編覺得你對人身攻擊的興趣大於科學。實際情況是刀片是常温的,當火焰帶着熱量從牙籤上蔓延過來時,刀片興奮而迅速的把熱量轉移到它身上還不那麼熱的其他部分(比如他的心),於是刀片附近的牙籤遲遲達不到木材的燃點(400℃~470℃)。説到這裏,小編想到小時候玩過的與此類似的一個遊戲,把棉布蒙在硬幣上,用火點棉布短時間是點不着的,除非火焰把硬幣加熱到棉布的燃點。當年腦子一熱無數次表演“你點我不着”後,小編的衣服跟拔過火罐似的。廢話少説,在牙籤如圖片中那樣燒完一部分後刀片還是沒有被加熱到木材的燃點,火焰不再有燃料供應,就熄滅了。 ● 科學道理一+科學道理二:鑑於牙籤與刀刃接觸的點正好是整個結構的支點,而這個支點在實驗時沒有被火焰破壞,整個結構看起來就很讓人驚喜了。-
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