用完的卷纸不要扔,用笔画两下,隔壁的小孩都... | 正经玩_风闻
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2019-10-12 13:23
原创:中科院物理所
如果说
要给生活中
最尴尬的时刻排个名
上厕所没带纸一定能排上前三

但此时此刻
身在厕所的小编
却陷入了更深的焦虑
我竟然
没带手机

该如何度过这无聊的时光呢
我看着即将用完的卷纸
陷入了沉思……
实验器材
所标杯、笔、纸筒(没错,就这么简单)

实验过程
实验步骤只有一步
用笔在纸筒的两端
分别画上圈号和叉号

首先来个开胃菜
手持纸筒离桌面一定距离
如何使纸筒**“立正”落地**呢
你首先想到的
可能是这样做

与我们想象中的不一样
这种方法很难成功

但当我们换一种姿势
成功的概率会大大增加

是不是很神奇
但也许你会问
画上去的圈叉有什么用呢
别急
一个纸筒
也要双倍快乐

用手指朝后方轻按
画上记号的地方
使得纸筒弹出并旋转
这时候你看见的
是哪一个符号呢


拍摄的效果没有人眼感受明显,大家可以亲自动手试一试
神奇的是
从 〇 号端挤压时
在纸筒旋转的过程中
基本只能看见 〇 号
从 ✕ 号端挤压时
则基本只能看见 ✕ 号
原理解说
这次我们秉持着:“既然要追求节约,那就贯彻到底咯”的信念,用一个纸筒获得了双倍的快乐。

但是,玩归玩,闹归闹,原理解释跑不掉。为什么一个纸筒可以展示出这么多有意思的现象呢?我们来细细地分析一番。
第一个实验,由于纸筒与桌面之间存在弹力,纸筒会发生反弹,纸筒受弹力作用会发生翻转。经过仔细的观察我们可以发现,不同的释放状态,纸筒翻转过程中的重心高度变化不同。如下图所示,当小纸筒直立释放时,纸筒的重心在翻转过程中是越来越低,这一过程重力做正功,纸筒翻转的速度越来越快,无法稳定直立。当小纸筒水平释放时,纸筒的重心在翻转过程中却是越来越高,所受的重力做负功,纸筒翻转的速度越来越慢,从而可以在直立状态时静止稳定。这个实验需要多加练习,找到合适的高度才能成功。

第二个实验,“✕”与“〇”被写在柱面的同一侧,应该是同时朝上出现在我们眼前的,可为什么实验中我们只能看到其中一个?通过对运动的仔细观察,可以发现这与它们各自的运动速度不同有关。如图所示,纸筒在向前滑动的同时也在转动,“✕”与“〇”的滑动速度是相同的,在图中我们记为v。以地面为参考系,纸筒的轴在做绕轴转动,且上下两端的速度方向相反。分别记为v1与v2。由于速度的叠加性,可以知道,当挤压的是“✕“端时,“✕“的速度为v-v1,”〇“的速度为v+v2,二者相对地面的速度是不同的,且上端速度较慢,因此肉眼能够分辨。下端速度较快,肉眼难以分辨,所以我们就看不到了。

就这一个小小的纸筒,可以玩出许多花样。小编的快乐,就是这么朴实无华且枯燥。