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教育和外展

惊人的科学演示四:球河博索

22 Apr 2015
从2015年4月出发的物理世界

这是一系列的第四个“五个惊人的物理示威”由Science-Demo Guru Neil Downie和他的Adept Assistant Matthew Isbell提出。

在4月份问题的特色 物理世界,唐妮描述了他所有时间的五个最佳演示,所有这些都使用日常设备来说明基本物理概念。唐妮描述了他对五个实验的喜爱是如何来自的事实,即通过一些创造力,每个人都可以轻松适应进一步探索物理概念。在4月份的数字版本中,每个演示都附有一个视频,其中唐妮浏览了你将如何向观众展示每个演示。本文底部提供了如何访问数字版本的完整详细信息。

在这一系列的第四个演示中,唐妮和斯巴尔在沿着带有滚珠轴承的轨道比赛的自制车辆比赛。唐妮’S的车辆是螺旋桨驱动的半管,而Isbell从软饮料瓶和阀门构造了压力容器。观看视频,找出谁的车辆!

球河Bobsleigh.

所以呢’s this all about? 相信与否,球轴承使世界变得圆满。开车,骑自行车或乘公共汽车或火车旅行,你’在滚珠轴承上滚动。运行电动机,除非是非常小的 - 滚珠轴承确保旋转。事实上,这些微小的金属球对于工业对工业来说是如此重要的是,球形工厂是战时军事目标。该项目显示了车辆如何在宽松的滚珠轴承床上移动。

我需要什么样的斑点和碎片? 你需要长长的塑料排水沟’s通常用于收集屋顶的水排出 - 那种有一个U形横截面的那种。均匀地在排水沟大量的小,圆形玻璃珠均匀涂抹,直径约为3-4毫米,然后卷起沟槽的两端,以阻止球丢失。最简单的“vehicle”是塑料软饮料瓶。将车胎阀门放入瓶底和螺纹帽中的针孔,以便一旦您’ve泵起来,空气将在一分钟或两分钟内在连续的溪流中释放。在瓶子里放置一个小重量 - 例如玩具图作为乘客 - 这样它就不会’t倒出。另一种选择是使车辆从较小的排水沟中安装,您将螺旋桨连接到由小型电动机。

我怎么去? 只需将车辆放在沟槽的一端的滚珠轴承上 - 然后放开。幸运的是,车辆将迅速加速到每秒几米,可能从一侧到一侧摇曳,几个珠子偶尔会弹出空气。

我会学习什么物理学? Ordinary “sliding”摩擦是巨大的 - 在水平表面上移动物体所需的力可以是垂直力的30-60%(即其重量)。但“rolling”该实验表明的摩擦是数百次,并且可以设计得小于垂直力的0.1%。实验还说明了滚珠轴承的复杂物理学,涉及轴承的表面和表面的表面’沿着变形滚动。滚珠轴承有许多不同的形式,并保持摩擦,关键是使用诸如钢等钢的材料有效。大球也更好。至于车辆的最高速度,它取决于各种因素,包括滚动摩擦,空气阻力,螺旋桨的间距以及加速它滚动的球所需的动力能量’t get back in full.

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