杨艳娟
今天的小实验,让我们一起了解气球里“悬浮”的水环吧。
实验原理
这个实验含有两个原理,第一个是摩擦力:当我们快速旋转气球的时候,气球内壁和水之间存在摩擦力,当气球快速旋转时,气球中的水也会被摩擦力带动,与气球一起旋转。
第二個是离心力与向心力:离心力与向心力是一对作用力与反作用力。水在旋转的时候因为惯性产生离心力。离心力能使旋转的物体远离它的旋转中心。在实验中,气球内旋转的水在离心力的作用下,会一直远离气球的竖直中心轴,所以我们看到水升高到了气球的中心位置。在水达到最终的位置后,旋转需要的向心力由水的重力和气球壁的支持力的合力所提供,从而形成“动态的水环”。
在日常生活中有很多利用摩擦力的例子。比如我们每天穿的鞋子,鞋底会有各种不同形状的防滑设计,这样的设计是为了增大鞋子与地面的摩擦力,使人们在行走与奔跑的过程中不容易滑倒。
在日常生活中也有很多利用离心力与向心力的例子。你看,衣物甩干机的工作原理就是利用离心力;人们在钓鱼时,在鱼钩上挂上鱼饵,使鱼钩进行弧线运动,抛向远处,就是利用了向心力。