[精讚] [會員登入]
1752

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。

分享此文連結 //n.sfs.tw/11851

分享連結 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。)

END

你可能感興趣的文章

摺出正多邊形 『如何用長方形的紙,摺出正三角形到正六角形?』

當光遇上雞蛋 當光遇上雞蛋會怎樣呢?

元素週期表積木 這是我90年12月在高雄市國昌國中服務時,設計給資優班的教學活動。 之所以會有這樣的想法,是因為當時學校正推廣騎單車要戴

[泡泡影片01] 肥皂泡soap bubbles表演、泡泡結凍了 肥皂泡泡的影片與教學很多,這篇先放~肥皂泡soap bubbles表演、泡泡結凍了

[泡泡影片03] 肥皂泡soap bubbles動手做~泡泡水調配、泡中泡與台灣泡泡達人 肥皂泡soap bubbles的影片與教學很多,這篇放動手做相關影片~泡泡水調配、泡中泡

以一舉七~用火柴棒舉起火柴 以一根火柴棒為底,將六根火柴依序交錯放置在火柴棒上,再將第八根火柴疉上…..『然後,我要把這幾根火柴舉起來。』

隨機好文

凸面鏡是魔鏡? 我就在車上捕捉到這個鏡頭,相片本身只是小ㄚ頭的背影,可是吸引我注意的是~左方汽車後視鏡所清楚呈現的景象……

魔鏡~魔鏡~誰最愛? 照鏡子是所有人的最愛,特別是對正值青春期的國中生而言,面子>>裡子~~『外在』比『內涵』重要...

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

科學人的名片~房漢彬教授的光學名片 房老師的名片叫做『光學名片~幻鏡出色卡』,主題是『出色與感動』,透過光學幻鏡名片的協助,就可以還原出它原本就具有的特色,就是出色!

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,