兒童科學小實驗 奇怪的浮沉子沙漏
實驗描述
仔細觀察左圖rk-0.html" target="_blank" >動畫:在一個裝滿水密閉的玻璃管中,有一8字形沙漏,其最大處外徑比玻璃管內徑略小。靜置一段時間,沙漏停在管子的上部並頂到管子的頂端。現將管子倒置,你認為會有什麼現象發生呢?人們往往認為沙漏會立即上浮,但令人驚訝的是沙漏並不立即上浮,而是停在水底不動,等一會兒,它又會開始上浮。對此,你是否有要把它弄個明白的慾望呢?
實驗揭祕:
原來倒置玻璃管時,沙漏隨之顛倒。此時沙漏“頭重腳輕”,向旁邊傾倒,由於沙漏最大處外徑比玻璃管內徑略小,所以它稍斜靠在玻璃管內壁上,兩者之間有摩擦。玻璃管管壁給沙漏的摩擦力與沙漏受到的重力之和大於其所受浮力,所以它要停一會。隨着沙的下漏,沙漏在水中慢慢立直,與管壁的摩擦力逐漸小直至消失,浮力大於重力,沙漏上浮。
下面的這個沙漏浮沉子主要由支撐架、活動框架、小沙漏、裝有水的透明圓柱玻璃管(玻璃管的直徑與沙漏的“肚狀”部分的直徑相當)組成。
請再仔細觀察以下視頻和圖片,下圖是沙漏運動過程中的一幕。裝置製作:佚名;圖文:董豔輝、陳海深
追根溯源:
此裝置最初於1993年12月刊登在美國AApT舉辦的THEpHYSICSTEACHER雜誌上,我國的《物理通報》於1995年第1期進行了轉載,廣西師範大學羅星凱教授的《中學物理疑難實驗專題研究》一書中(廣西師範大學出版社1998年6月第1版第121-122頁),對此裝置也有相關的介紹和討論。
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