玩過翹翹板的游戲吧?那時候的你可能還不知道“力的平衡”究竟是怎么一回事,今天我們就來研究研究!把丟棄到垃圾筒的一次性竹筷子洗凈吧!環(huán)保小游戲——疊羅漢,馬上就開始!
準備器材:
一次性竹筷數(shù)雙(外包裝留下備用)、鐵錘一把、帶有金屬蓋的飲料瓶一個、美工刀一把、橡皮泥若干
實驗步驟:
1.竹筷的預處理。將竹筷用美工刀修薄(厚度自己摸索,不宜太薄,否則容易折斷),準備3~4根。
2.用兩根大約長5厘米的竹片綁成十字架的形狀,捆綁的材料可以是竹筷外包裝。
3.取一根約20厘米的竹片,在片上用美工刀在中央位置刻出60度的小凹槽,再對折成一個倒V形。
4.將十字架的其中一臂,頂住倒立V形的頂端(圖中A點)。再用包裝帶固定V形竹片與十字架兩端(如圖B、C點),這就形成了陀螺的兩只手臂。

5.隨意揉搓兩塊橡皮泥,分別粘在陀螺的兩只手臂上,在飲料瓶內(nèi)裝了大約1/2體積的水,并旋緊瓶蓋。
6.用鐵錘在金屬蓋上輕輕敲出1個小凹槽。
7.把陀螺放置在飲料瓶的瓶蓋上,用手輕輕一撥,轉(zhuǎn)動它,旋轉(zhuǎn)起來了嗎?
8.如果陀螺沒法站穩(wěn),你可以修短支柱,也就是縮短AD的長度,讓重心在支點的下方。把圖中D點位置的竹筷片削尖一點,效果會好點嗎?
實驗揭秘:
這個游戲的關(guān)鍵是如何保持“力的平衡”。當整個裝置處于平衡狀態(tài),陀螺就可以站立在瓶蓋上,用手輕輕一撥,即可轉(zhuǎn)動。裝置中以D點為支點,當陀螺直立的時候,圖中的F點可以看作是整個陀螺的重心,每一個橡皮泥的重心到支點的垂直距離稱為力臂,重力與力臂的乘積稱為力矩,整個裝置在靜止平衡的時候,表示支點兩端的力矩大小相等,方向相反。我們制作的陀螺靜置在瓶蓋上的時候,即使能夠完全平衡,但轉(zhuǎn)動過程中,有時候會搖晃的,而且轉(zhuǎn)動速率越快,搖動得越厲害,這是轉(zhuǎn)動慣量在作怪了!