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一根繩子帶來的神奇體驗

2020-11-25 12:26:16
少兒科學周刊·兒童版 2020年9期

勇敢的外福來站上高高的蹦極臺,一根彈力繩綁上身,開始首次蹦極挑戰。隨著他縱身一跳,下降再下降,外福來產生了奇怪的感覺……

身體怎么啦?

“咦,不對頭,我怎么感覺自己像飄了起來,越來越感受不到自己的重量?”原來,下降過程中的外福來感受到了完全失重的狀態。失重指的是物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的現象。

彈力在“搗鬼”

在嘗試蹦極前,外福來以為身上這根繩子最大的作用是保障安全。實際上,這是一根彈力繩,蹦極過程中的上上下下,也有這個“搗蛋鬼”的參與。蹦極利用繩子的彈性在下落過程中存儲或釋放能量。

1當站在高處時,蹦極者擁有較大的勢能。

2蹦極者從高處跳下,加速下落。

3當下落高度超過繩長時,彈力繩開始伸長,并儲存能量。

4在繩索伸長的過程中,彈力繩向上的拉力超過蹦極者所受重力,蹦極者速度逐漸減緩。

5彈力繩釋放能量,拉動蹦極者向上運動。

氣球為什么會被扎破?

我們來做個實驗,你能試著解釋一下實驗中的氣球為什么會被扎破嗎?

你需要:一個筆記本和一支鉛筆,小氣球,膠帶,大盒子,4~6根橡皮筋,200克重的魚線墜兒(它所受到地球的重力約為2牛頓),曲別針,剪刀,針,椅子,墊子。

第一步:吹一個氣球,把口扎緊。

第二步:把氣球口粘在盒子內側,用剪刀在氣球左右兩側的盒頂上各扎一個洞。

第三步:把橡皮筋串起來,做成兩條彈性繩。把兩條彈性繩的一端系上魚線墜兒,另一端各系一個曲別針。

第四步:把兩個曲別針穿過兩個小孔,絆在盒子外面。然后把魚線墜兒吊起來,讓它靠近盒子底部。把針粘在魚線墜兒上,針尖朝向氣球。

第五步:站在椅子上。把盒子舉在距墊子兩米高的位置。松開手,丟下盒子,讓它落在墊子上。氣球被扎破了嗎?

盒子舉在手中,魚線墜兒受到重力要向下,橡皮筋被拉長產生彈力,使魚線墜兒保持靜止狀態。松手后,盒子里的所有東西本應同步失重、墜落,但由于彈力繩上保留著一些力,它拉著魚鉉墜兒,使之不能全速下墜。因此,如果你此時站在盒子里,會看到墜子在朝氣球運動!不過,只有在下落高度足夠時,墜子上的針才有機會刺破氣球。

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