[精讚] [會員登入]
916

滾鐵罐與轉動慣量

用糖果鐵罐來做個「滾罐實驗」,相同尺寸和重量相同的物體,會有相同的滾動行為嗎?物體滾下坡時,它的速率不只是由重量來決定,也取決於物體內部質量的分布。

此文完整連結 http://n.sfs.tw/11851

複製連結 滾鐵罐與轉動慣量 @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 14:17:14 最後編修
2017-09-28 21:28:41 By zfang
 

伽利略有個著名的「滾球實驗」,把銅球從斜坡上自由滾下,用水鐘計時並測量球滾動的距離。他發現小球會從斜面上滾下來,然後越滾越快,證明了自然界有股力量讓球加速,也就是後來我們知道的重力。

這次我們用糖果鐵罐則來做個「滾罐實驗」,相同尺寸和重量相同的物體,會有相同的滾動行為嗎?


操作步驟:

1.用泡棉膠把二個糖果罐背對背黏成滾輪狀,四個罐子可以做成二組滾鐵罐。


2.將四個強力磁鐵吸在鐵盒中央增加重量。若是沒有,也可以用螺帽或一元硬幣以泡棉膠固定來代替。


3.將不同輕重的二個鐵罐放在斜坡上方,同時鬆手釋放,誰滾得快?

 

4. 調整磁鐵位置遠離中心。相同尺寸和重量相同的二個鐵罐,但磁鐵的擺放位置不同,滾得一樣快嗎?

 

5.試試其他擺放方式,例如將磁鐵放在下方,結果又如何?如果不會動,調整不同起始的角度,什麼情況下才會滾動?

 


參考結果與原理:

糖果鐵罐滾動速度是有磁鐵>無磁鐵,而磁鐵在內>磁鐵在外。至於磁鐵分部某一側,則依據起始角度不同,而產生或煞車或不動,或者是連滾帶翻的情況。這是因為物體滾下坡時,它的速率不只是由重量來決定,也取決於物體內部質量的分布。


左邊:重量分布在外,轉動慣量較大。右邊:重量分布接近重心,轉動慣量小。誰在斜坡上滾得快呢?

物體的重量分布越接近它的重心,轉動慣量或慣性矩越小,物體滾動得也越快。重量分布在外面,轉動慣量較大,物體滾動較慢。此外,在斜坡上要能滾動,還必須要有幫助轉動的力矩。當重量分布不均重心在下,根本動不了,變成斜坡上的不倒翁了。除非換個角度給了最初轉動的力矩,才會一路滾下波。

 

2015-07-27

(謝謝axer幫忙拍攝相片。)

你可能感興趣的文章

[福科自然闖關活動紀錄] 另類許願池~好好玩的丟錢幣遊戲『二元及第』 在許願池裡投過錢嗎? 如果場景換到校園,錢幣換成與十元大小相似的金屬墊片(華司),許願池換成六十見方的拋光石英地磚?這篇記錄福科國中校慶闖關自然領域設計的活動,看起來簡單,卻是大大有挑戰性呢!

當光遇上雞蛋 當光遇上雞蛋會怎樣呢?

洞能有多大?一塊錢的小遊戲 『你能把10元硬幣穿過小洞裡嗎?』平面上的不可能,在空間中就變成可能!

會考後的動手做,捲紙陀螺 會考後讓學生來製作捲紙陀螺,一到二節課程。讓學生先看影片再製作紙陀螺,並進行簡單比賽。

[油水不互溶] 玻璃杯裡的風暴!? (1) 玻璃杯裡的水中煙火 這一系列文章是為科學少年而寫,分為三部分:水中煙火,油中彩珠與玻璃杯裡的彩色風暴。

尋訪桃花心木的種子與紙種子DIY 桃花心木種子有著長長的翅膀,會由垂直降落旋轉,慢慢調成橫躺式水平旋轉,長長的翅膀有效的增加其受力面積,使下落的速度更慢了。

[靜電] 翻滾吧!鋁罐~ 靜電遊戲之用吸管吸鋁罐! 在幾個靜電小實驗中,我最喜歡吸鋁罐的活動。吸管靠近橫躺的空鋁罐,會發生什麼事?

用糖粉玩科學 這回,就用糖粉來當親子玩科學實驗主角,有請小小科學家小蒨來進行實驗。

用吸管吹紙火箭 飛行與射擊是小朋友最愛,手邊只要有吸管與廢紙,就能做出簡單吹箭。

油水不互溶~彩色小珍珠 這個彩色小珍珠實驗利用過期的油與食用色素『油水不互溶』與『密度』的觀念,簡單又漂亮。

我有話要說


限制:留言最高字數1000字,超過部分會被截掉。請注意:留言不可帶有網址,會被濾掉。 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

在牙科遇見光學~光固化機的藍光與橘色遮光片 帶小孩看牙醫,看到有著橘色遮光片的光固化機...

讓光線轉彎~光纖玩具 這是常見的光纖玩具,像是半透明的塑膠線,點亮它會看見每一根細絲的前端,均會發出光點。

孤陋寡聞?汽車抬頭顯示器 有開車的人都知道,在前方平台上放一些物品,常常會因為反射而造成視線干擾…,如果有這麼一個東西把干擾變成賣點,豈不又是一種創意?

神奇的力學魔術~手指也能抬人? 這是合力的展現,一鼓作氣,齊心齊力,

似是而非的科學~黑金剛花生與花青素 曾看到這樣的影片,說~黑金剛花生是人工染色的黑心花生!但,真的是如此嗎?當然不是