[精讚] [會員登入]
1632

滾吧!瓶瓶罐罐~裝膠水的罐子會怎麼滾?

將生活中的瓶罐裡頭加點變化,在斜坡上鬆手釋放讓它們滾動…很多實驗結果可能超出你的預期。

分享此文連結 //n.sfs.tw/11393

分享連結 滾吧!瓶瓶罐罐~裝膠水的罐子會怎麼滾?@zfangの科學小玩意
(文章歡迎轉載,務必尊重版權註明連結來源)
2019-10-23 14:17:25 最後編修
2017-06-28 22:52:11 By zfang
 

物體從斜面上下來,一定是滾動嗎?有沒有可能是滑動或連滾帶翻,甚至根本連動都不動呢?將生活中的瓶罐裡頭加點變化,在斜坡上鬆手釋放讓它們滾動…很多實驗結果可能超出你的預期。

應科學少年邀稿,那一陣子做了做了好多組不同罐子滾動的實驗。無聊時,拿家中的罐頭食品來滾動,玉米粒、鮪魚罐與花生麵筋,誰滾動得快呢?發現,當罐裡的內容物是會流動的,滾動行為就會很特別,甚至還有一些超出我預期的實驗結果。滾動速度會受到內容物的流動性與重量影響,並不是越重越快。

這篇是簡單分享實驗。選擇研究水、冰、膠水與金屬重物(用硬幣固定成硬幣柱),並為了控制實驗,買了二款有蓋小罐子各幾個來操作。

斜坡裝置:架高木板做為斜坡。斜坡材質會影響實驗效果,如果斜面較光滑,坡度就不要太陡。


操作步驟

1. 測試罐子的滾動,滾起來會轉彎代表一邊高一邊低。在較低處用膠帶纏1-2圈,直到滾動方向不偏離。

2. 在另一個圓罐子裡加顆彈珠,鎖上蓋子。將空罐與彈珠罐放在斜坡上方,同時鬆手釋放,誰滾得快?

(相片裡的罐子尚未加蓋)


3. 將5枚、10枚一元硬幣以膠帶固定做成圓柱,分別放入小罐子中。讓它們同時滾下,內容物越重,滾動一定越快嗎?

 

4.再將金屬柱與彈珠一起做比較,先猜猜滾得快?然後再操作。

 

5.在罐子裡裝適量水,蓋緊瓶蓋後冰在冷凍庫製造出半冰罐。比較一下,半冰與半水的罐子,從斜坡上同時釋放,誰滾得快?先猜猜,然後實際操作看看,結果與預測相同嗎?

 

6.改變半冰罐的起始擺放方式,什麼情況下才會滾動?當冰開始熔化一些,半冰罐的滾動情形跟原先有什麼不同? 

 

7. 在罐子裡加入少許膠水或洗碗精,它的滾動情形與裝水罐子有什麼不一樣?重複幾次實驗,改變膠水量或是改變斜面傾斜程度,仔細觀察小罐子裡頭液體的變化。

 

原理與結果

實驗有不少結果出乎我的預料,例如加了十枚硬幣的罐子雖然重,但滾動速度反而比空罐慢;裝半滿膠水的罐子,雖然不像裝水的罐子流動性高轉得很快,卻出現先停頓再加速的現象。換言之,內容物越重,滾動就越快嗎?這可未必。

當罐子內裡滾動不同步時,要考慮物體與罐壁的摩擦及重心位置變化。有時,內容物越重反而對罐子滾動造成阻礙。前面步驟的滾動速度是空罐>彈珠罐>五枚硬幣柱罐>十枚硬幣柱罐。十枚硬幣柱重量雖大,但它與罐壁摩擦力也大,使圓罐滾得慢。

液體流動性也會影響滾動速度。剛由冷凍庫取出的半冰罐,冰塊與罐身完全凍結,放手之後半冰罐會自動煞車。直到外緣稍熔化,水的流動性使冰塊滑動自動調整水平,滾動速度就能變快了。

  • 固定的半冰變成斜坡上的不倒翁(左),動一下會自動剎車。
  • 當外緣的冰熔化後,冰塊會自動調整水平(右),在斜坡上產生一個幫助滾動的力矩。

膠水黏滯性較水高,就算外罐已翻轉,裡頭液體仍緩緩流動。初期滾動速度很慢,直到開始轉動後膠水被甩到外圍,膠水罐就會像小輪胎似的越滾越順暢!


膠水黏滯性大,流動緩慢,最初移動停滯。但開始滾動後,膠水被甩到圓罐內緣像輪胎一樣,就會在斜坡上加速滾動。

將膠水與硬幣柱同時放到罐子裡,意外衍生了滾得超慢的烏龜罐,實驗請見:跟重力作怪的烏龜罐與蝸牛球!
 

 

後記

最早我是用梅子罐來做冰與水的實驗,滾動得很快,效果也不錯,但罐子真的太大了,若是用膠水,得耗掉不少材料。

後來在五金行找到裝化妝品乳液的小圓罐,大小適中且方便觀察。只是,圓罐一邊稍高,需要加膠帶去修正。若是要做為科展,則還有許多條件需要控制…,黏滯性也能討論,並且影響滾動、摩擦的因素還有很多,也不是所寫的這樣簡單。材料都能替換,液體的種類與用量也是。結果可能會和我不一樣。所有實驗都請先預測,再操作觀察。這篇只是點到為止,有興趣的人可以做下去。
 

(謝謝axer幫忙拍攝相片。)

2015-05-19

END

你可能感興趣的文章

光學小把戲~加水變變變!當『錢』遇見『水』 所謂的『加了水,錢會跑出來!』其實是錢幣的『像』浮起來~

學摩西分離紅海 如何將瓶中的紅海分成二半?

碘的自身氧化還原~趣味變色實驗 課堂上或家中,有『碘』真的不一樣,只要一罐碘酒......透過演示操作的顏色變化,學習科學~有如變魔術,讓生活加些小趣味。

保麗龍小球與駐波2~肯特管準備與315實驗花絮 本篇記錄第一次帶學生做肯特管實驗的經過與準備過程

慣性與自由落體~二個反手抓錢幣的小實驗 這裡分享二個慣性小活動

保麗龍小球與駐波3~吹到快斷氣的肯特管(316實驗花絮) 測試肯特管實驗的過程不簡單,但看到效果(笑果)驚人,感覺非常棒!

我有話要說

>>

限制:留言最高字數1000字。 限制:未登入訪客,每則留言間隔需超過10分鐘,每日最多5則留言。

訪客留言

[無留言]

隨機好文

嘴開開,傻楞楞~輕鬆一下 無聊小玩意,輕鬆一下

玻璃水晶球 雖說是『水晶球』,其實是玻璃做的,它是一個光學小玩意。

跟光玩遊戲~魔術骰子 乍看之下,它只是一個像骰子的鑰匙圈,再一看原來有一面是鏡子……然後呢?

投影小時鐘 看到王大胖介紹一個股東會紀念品~多功能開瓶罐器(他的文章內容很豐富,值得推薦),好生羨慕。自己好久沒有去兌換股東會紀念品

[scratch新手] 用開關控制手電筒明滅(二)貓咪影子 燈亮貓咪就有影子,燈暗影子就不見