卷纸不仅能逗猫主子,还能发现物理规律 | 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。向我们分享你的实验视频,还有机会领取小礼品哦!
除了猫薄荷
曾有网友把猫扔到一个
铺满了100卷卫生纸的房间
那么问题来了
被猫主子玩过的卷纸
如何继续发挥作用
小编陷入了思考
发现这就是一个
完美的物理教具呀!
实验器材
实验过程
被猫抓过的纸卷
我们在纸面上粘上胶布
大家可以自己动动脑
会有不同的效果哦
滑轮就会“欢快”地滚动起来
原理解说
这期的实验,遇到了一些困难艰险,除了翻车已经翻出了经验,还要摸清对比实验的参数条件,加上一地的卷纸需要去卷。小编突然想偷懒怠倦,又想到懒是万恶之源,所以这实验原理还是得再来一篇。(嗯,小编还真是个押韵鬼才)
实验装置如图,实验中,我们通过在卷纸的末端挂一个重物,给卷纸施加了一个短时间内近似恒定的拉力。这个力有两个参量,一个是力的方向,另一个是力的大小。为了探究这二者对我们的实验结果有什么影响,我们进行了对比实验。
实验装置图
对比实验是科研中非常常用的分析手段,通过有意识地改变某个条件得出多个结果,从而证明改变的条件和实验结果的关系。这就好比为了弄清奶茶加不加糖哪种更好喝,两种都来一杯喝一喝就知道了。在这个实验中,我们主要探究了拉力的方向对结果的影响。从实验结果可以看出,保持拉力的大小不变,拉力角度较小时,卷纸会在拉力的作用下发生滑动。而当拉力的角度增大到一定程度时,拉力的作用会使卷纸发生滚动。
那么究竟是什么原因导致这种现象的发生呢?我们首先分析为什么会滚动。通过对现象的观察可以发现,卷纸在发生滚动的过程中,其相对卷纸最外层的运动是纯滚动,那么卷纸与最外层纸面接触的那条线就是一个瞬时转动轴(下图黄色点)。有了拉力以及转动轴,就会产生一个力矩驱使卷纸转动。只是拉力的角度较小时,拉力与转轴之间的垂直距离(下图蓝色线)较小,其产生的力矩也就较小,而拉力的角度较大时,则能产生一个较大的力矩。
实验中夹角较小时(上图左),卷纸虽然受到拉力力矩,但它没能发生转动,这是什么原因造成的呢?小编这里给出自己的想法,小编认为,卷纸的几何外形并不是一个完美的圆柱,而是类似椭圆柱(如下图)。那么在其发生转动时,重心位置的变化会产生一个力矩去抵抗、平衡这个转动。这样一来,如果拉力力矩小于重力力矩的最大值,那拉力就无法让卷纸滚动,只有通过增大拉力或者增大拉力的夹角来增大拉力力矩,才能让卷纸转动。
用不同角度去拉一卷小小的卷纸,竟然有如此截然不同的效果。小编若有所思,突然间明白了:我们遇到什么困难,也不要怕。换个角度去面对它,消除困难的最好办法就是解决困难。坚持才是胜利,加油,不翻车!
投票时间于11月7日零点截止
前 两名 将获得由 所标杯 一个
送去由 天地出版社 提供的
《太空密码》 一本
宇宙真的源于一场大爆炸吗?黑洞是怎么形成的?时空弯曲和引力波是如何形成的?人类为什么向往火星?薛定谔的猫死了吗?真的有外星人吗?时间旅行真的可能吗?平行宇宙真的存在吗?物理学家眼中的世界末日是什么样子的?我们在太空中如何吃喝玩乐?……
看《太空密码》跟随李淼教授了解宇宙大爆炸到终极宇宙的命运,探索宇宙中的未知神秘物质,揭秘量子物理世界的奥秘,解读《三体》《火星救援》《星际穿越》等背后的科学知识以及感受宇航员在太空的生活和工作……用物理学知识揭开种种宇宙奇迹的奥秘。
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
近期热门文章Top10
↓ 点击标题即可查看 ↓
1. 我的胃就是这么坏掉的
3. 被誉为“新世界七大奇迹”之首的大兴机场,到底厉害在哪里?
4. 猫的反应速度到底有多快?
8. 随机性真的存在吗?