让孩子像科学家一样思考,像工程师一样解决问题
文:科学奶爸 | 视频:科学奶爸
BGM:<River Flows In You>
小朋友及大朋友们,晚上好!又到了今天的【科学大发现】时间了,我们的口号是“小实验大科学”。现在,你们准备好和我一起探索神秘的科学世界了吗?让我们变身科学小侦探,开启今天的科学任务吧!
2017年春晚,称为史上最惊险刺激的八人环球飞车表演引爆现场气氛。在舞台中固定一个直径6.5m的圆形铁笼,八辆摩托车以70km/h的速度在铁笼内旋转追逐,并不时变换轨道,非常精彩震撼。为什么摩托车可以在铁笼内以倾斜姿态绕圈快速飞奔呢?今天,我们不妨通过一个小实验一探究竟~
铁笼飞车杂技表演。源于网络,版权归原作者
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【今日任务】探究铁笼飞车特技表演背后的科学原理。
【实验目标】培养孩子发现、分析、解决问题的能力。
实验所需材料
硬币、气球1个
实验操作步骤
1.将一枚硬币放入气球。
2.给气球吹气并捏紧吹气口以防漏气。
3.轻轻晃动气球里的硬币,并向同一方向晃动气球,观察硬币运动情况。
4.尝试放入两枚或多枚硬币,再重复步骤3,观察硬币运动情况。
现象及原理分析
通过上面的实验我们发现,往同一方向轻轻晃动气球后,即便有多枚硬币,硬币都能顺着晃动方向沿气球内壁快速做圆周运动,仿佛铁笼摩托特技里的摩托车一样。
在古典力学中,向心力是当物体沿着圆周或者曲线轨道运动时,指向圆心(曲率中心)的合外力作用力,是以效果命名的。这种效果可以由弹力、重力等提供,也可以由几个力的合力或其分力提供。由于重力、气球内壁提供的弹力的综合作用,为硬币提供了向心力,使硬币能在气球内壁做曲线轨道运动,这也是杂技表演中摩托车能做绕圈运动的根本原因。
向心力在生活中很常见,比如转弯道路或铁轨内侧低外侧高的设计,就是为了给汽车或火车提供转弯时所需的向心力。
拐弯车道受力分析。源于网络,版权归原作者
实验注意事项
可使用其他面值硬币或小玻璃珠代替。实验过程中需大人全程陪伴,不能让孩子单独操作,确保安全。
免责申明:科学实验含一定的操作风险,请家长陪同孩子严格按照实验步骤操作并仔细留意本实验注意事项,实验过程中发生的任何安全事故,与魔力科学小实验公众号无关。
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