吸管“发动机”

2023-12-03 08:35张军
初中生世界 2023年41期
关键词:螺丝刀反作用力酒精灯

文/张军

经过前面几期的实验,相信大家都比较熟悉吸管了。原来吸管还有这么多有意思的“用途”。今天,张老师带大家继续对吸管的“用途”进行探索,让我们用吸管来制作一个“发动机”。

首先,我们需要准备:粗细不同的两根吸管、一个酒精灯、一盒火柴(打火机)、一根橡皮筋,剪刀、螺丝刀和钢丝钳各一把。

然后,将酒精灯点燃,把较粗吸管的两端放在酒精灯上加热,待其熔化后,用钢丝钳将吸管两端封闭起来。将加工后的吸管两端用剪刀沿对角方向各剪去一个斜角(注意:角不要太大)。再用同样的方式只将细吸管一端封闭起来即可。

之后,将螺丝刀的刀口放在酒精灯上加热,用加热过的螺丝刀在粗吸管的中间烫出一个贯穿前后的洞,洞的大小略大于细吸管的外径。同样,在细吸管上也烫出一个贯穿前后的洞,而洞的位置则靠近细吸管的封闭端(如图1)。

图1

安全小贴士:

1.酒精灯用完之后记得及时用灯帽盖灭,不可用嘴吹,以防引起火灾等危害。

2.在加热螺丝刀时,戴好手套,注意防护,防止烫伤;要在家人陪同下操作。

最后,将细吸管穿过粗吸管中间的洞,让两根吸管“洞”的位置重合,保证从细吸管开口端向内吹气时,气流能从粗吸管两端的斜角流出。为了防止吹气时粗吸管滑落,可以把橡皮筋缠绕在细吸管的封闭端,起到限位作用。现在,我们可以试一试从细吸管的开口端吹气,一个简易“发动机”就做好了(如图2)。

图2

“发动机”制作起来虽然容易,但蕴含的科学原理却不简单。当气流从粗吸管的斜角喷出时,它也会给粗吸管一个反作用力(如图3)。作用力和反作用力的大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,这就是牛顿第三定律。比如,我们游泳时,向后划水,水同时会给我们带来向前的作用力,就是这个道理。

图3

粗吸管两端受到气流的反作用力,方向相反,大小相等,但不在同一条直线上,形成力偶。力偶能使物体产生转动效应,在生活中也很常见。比如,我们开锁时在钥匙上施加的力偶,汽车转向时司机在方向盘上施加的力偶,船舶转向时舵手在舵上施加的力偶等。

当然,大家也可以对“发动机”加以改进,比如,如何多增加几个喷气口,如何减小摩擦等。开动你的脑筋,然后去改进吧!

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