通常情況下我們會(huì)認(rèn)為,科學(xué)實(shí)驗(yàn)往往會(huì)有一種神秘感,認(rèn)為科學(xué)家離我們很遠(yuǎn)。其實(shí),我們每個(gè)人都可以是“小小科學(xué)家”,都可以利用身邊常見的物品,自己動(dòng)手做一些簡(jiǎn)單的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。下面,我們就一起動(dòng)手試試吧。
名師簡(jiǎn)介:
張軍,江蘇省南京市玄武高級(jí)中學(xué)(梅園校區(qū))STEM項(xiàng)目主管,江蘇省首席科技傳播專家,高級(jí)青少年科技輔導(dǎo)員;曾經(jīng)多次擔(dān)任省級(jí)以上賽事評(píng)委,撰寫的科普作品多次獲省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng),“張老師帶你做科學(xué)”抖音號(hào)有30多萬的粉絲量。
“口吹飛箭”,相信大家都有所耳聞。例如,在各類武俠類影視作品中,刺客常用吹箭行刺;今天的南美土著人、亞馬遜雨林的印第安人還在用吹箭打獵等。小小的吹箭為何有這么大的威力,它又是怎么制作出來的呢?其實(shí),制作“口吹飛箭”很簡(jiǎn)單,只需要用吸管、棉簽和剪刀,就能制作出頗具威力的“口吹飛箭”,具體制作過程如下:
1.剪去吸管彎頭部分;
2.將棉簽插進(jìn)去;
3.用力對(duì)著吸管吹氣,“箭”就會(huì)飛出去。
一個(gè)簡(jiǎn)單的“口吹飛箭”就制作完成了。那么,如何才能讓“飛箭”的威力更大,棉簽飛出的距離更遠(yuǎn)呢?
安全小貼士:
1.“飛箭”不能使用過硬、過尖的材料,防止人員受傷;
2.不能對(duì)著玻璃等易碎品,以及人或動(dòng)物等發(fā)射“飛箭”。
我們很容易想到的是用力吹,這個(gè)來自生活的直覺是有科學(xué)依據(jù)的。在高中學(xué)習(xí)了“加速度”的概念之后,我們就會(huì)了解到,物體要獲得一定的加速度,就必須受到力的作用。牛頓第二定律告訴我們,物體質(zhì)量一定時(shí),受到的動(dòng)力越大,所產(chǎn)生的加速度也就越大。
而棉簽上附帶多少棉花,也會(huì)影響棉簽飛行的距離。我們吹氣產(chǎn)生的推力對(duì)棉簽來說是動(dòng)力,而棉簽和吸管壁摩擦?xí)a(chǎn)生阻力。當(dāng)棉花太多時(shí),棉簽與吸管間的阻力會(huì)增大;當(dāng)棉花太少時(shí),棉簽與吸管之間會(huì)漏氣,削弱了動(dòng)力。
棉簽一旦離開吸管,加速就會(huì)停止。在保證推力不變的前提下,加速時(shí)間越長(zhǎng),棉簽離開吸管時(shí)速度就越大。那么,如何延長(zhǎng)加速時(shí)間呢?我們可以使用更長(zhǎng)的吸管(或?qū)芍芸趯?duì)接,外面裹上紙條固定,用膠帶粘牢即可)。
實(shí)際上,棉簽與子彈、炮彈飛行的基本原理是相同的,飛行物的重心分布、空氣阻力等因素都會(huì)影響到實(shí)際飛行軌跡。重力作用會(huì)讓飛行物向下落,而阻力會(huì)消耗飛行物的動(dòng)能,導(dǎo)致速度減小。物體飛行速度越大,空氣阻力也就越大。如果腦洞開得再大一些,你可能還會(huì)想到,假如棉簽速度足夠大,它會(huì)不會(huì)一直飛下去?這也是牛頓當(dāng)年想過的問題哦,大家可以在網(wǎng)絡(luò)上搜一下“牛頓大炮”,將思維的觸角伸得更遠(yuǎn)些。
當(dāng)然,“口吹飛箭”還有升級(jí)版的玩法,比如用打氣筒打氣替代嘴吹氣等。那么,你還有哪些創(chuàng)意呢?