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概述

您有没有在吐司面包上抹黄油的时候突然掉落在地板上,且抹黄油的一面朝下?您会将此归咎于坏运气还是物理运动?科学会告诉我们!取一片吐司,试试看,了解科学背后掉落的吐司!

背景

物体向地球掉落,是因为我们的星球是一个巨大的物体,在“拉动”它们。这种引力的影响非常常见,但是关于物体如何快速下降,我们的直观让我们很失望。直觉上,人们会认为物体越重,它就下降越快。但如果你从同一高度扔下两个大小一样不同重量的球,它们将同时落地。这表明物体下落的速度不取决于它们的质量。这个结果是由伽利略在十六世纪发现的,直到今天仍有很多人感到震惊。

第 1 段(可获 2.14 积分)

除了这一物理现象,一些物体掉落是因为一侧物体开始跌落。物体旋转速度取决于其转动轴的质量分布。

通过这个实验,您将学到一片吐司如何掉落或跌倒的物理定律,决定面包哪一面朝地的不是运气。

材料

  • 旧报纸(或其它纸张)
  • 一些切片三明治吐司面包
  • 黄油、花生酱或其他任何一种黏糊糊的酱
  • 黄油刀
  • 一张75cm高的桌子(大约30英寸)
第 2 段(可获 1.43 积分)

准备

  • 用报纸保护桌子周围边缘的地板。
  • 在几片烤面包或吐司上面涂抹一层黄油或花生酱。或薄或厚的均匀涂抹整片面包。
  • 在地板保护区域内进行试验。

过程

  • 双手各举起一片黄油(一只手上一片),与桌子同等高度处和地面保持平行,然后松手。看它下落。当吐司到达地面时,哪一面朝下?
  • 捡起面包片,把它放在桌子边上,再涂上黄油。用适中的速度将面包片放在桌子边缘,不要太快,也不要太慢。观察它下落的情况。它是否与第一次试验一样,还是不同?
  • 当面包片掉在地上后,观察这次是哪一面朝下。它和第一次试验是相同的还是不同的?
  • 你认为第一次测试的结果(两只手同时放开)是随机结果(有时这一面朝下,有时另一面朝下)或最好是一面朝下?
  • 第二个测试(滑动到桌子的一边)怎么样?是随机决定还是所想的一面朝下?您认为这是为什么?
  • 用相同或不同的黄油面包片重复这两种测试。这次是哪一面朝下?
  • 如果你得到相同的结果,这很可能是由于运气。至少重复10次以上。你是将同一面向下还是它看起来像一个随机抛?也就是说,黄油的一面有时朝上,有时朝下。
  • 如果一面更容易朝下,为什么会这样?较重(黄油)的一面主要是向上还是向下?当你松开面包片或滑动面包片时,有黄油的一面下落时发生了什么?进行一组新的测试并找出答案。
  • 另外:如果该片面包的下降高度过高或过低,会发生什么?进行另一组测试找出答案!利用不同的高度,如小椅子、窗台或阳台。它是如何降落的?
  • 另外:你可以测试一下如果面包片质量不同,是否有差别?一本重的精装书会以同样的方式倒下吗?预测结果并测试出来!
  • 另外:你可以测试一下,看看切片面包的黄油分布是否有差别?想象大部分重量的黄油在面包片中心和同重量的黄油位于切片面包边缘?预测结果并测试出来。
第 3 段(可获 6.66 积分)

观察与结果

双手放开后,吐司片是垂直掉落且抹黄油的一面朝下吗?另一方面,在桌子上滑动后,吐司片几乎是滚落下来且抹黄油的一面朝下吗?

当两只手从水平位置放开时,吐司片的所有部分在相同情况下下落。因此,吐司片垂直下降。地球的万有引力决定了吐司片的速度有多快,但无论如何,吐司片的每一部分都以相同的速度下降,并且吐司片着地面和双手松开时是同一面。

第 4 段(可获 1.3 积分)

当你把一个吐司片从桌子上滑落下来时,一边靠在桌子的边上,当它下落时,它就会旋转。地球的拉力仍然决定了吐司片中心的速度有多快,但是现在吐司片也通过这个中心轴旋转。在它下落过程中吐司片可以旋转多少次,取决于下落持续的时间,这又取决于桌子的高度。物体旋转速度的另一个因素取决于旋转物体的质量分布。一张75cm高的桌子,你最初均匀涂黄油的一面通常会朝下。

第 5 段(可获 1.51 积分)

结果取决于桌子的高度。当滑落的桌子较低时,下降时间较短,因此,吐司片将在短时间内旋转。相反,下落的桌子较高时,它有更多的旋转时间。

清理

扔掉你的保护纸,把废面包片扔到堆肥箱里。

第 6 段(可获 0.76 积分)

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