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Vast, Warm and Elegant

火柴杂技

你看过马戏团的表演吗?里面的杂技演员在进行高空飞人表演的时候,全场的观众都屏住了呼吸。你看过体操比赛吗?专业体操运动员,仅凭自己强有力的双臂,就能将自己的身体凭空撑起。你看过奇幻电影吗?荧屏上的巫师能用魔法让自己凭空起飞,悬停空中。这些让我们感到叹为观止的时刻,有些背后是勤学苦练的血汗,有些则是巧妙构思的视觉特技。今天我们想展示的,则是科学的杂技——让火柴棍儿演空中飞人,做徒手倒立,进行空中悬停,你不信这小小的火柴棍有这么大的本领?往下看吧!

所需材料:3根火柴,1个火柴盒

操作步骤:

  1. 将火柴盒打开,数出3根火柴棍儿,其余的你可以放到另外一盒火柴中,防止变潮无法使用。
  2. 将火柴盒的底盒倒扣过来,轻轻地用一根火柴棍的尾端,在火柴盒底面中央穿一个洞,这个洞不能太大,要能保障火柴棍的底部在穿透火柴盒底面时,正好可以垂直地固定在底面之上。

  3. 拿出第2根火柴棍,小心地将它斜靠在竖直的火柴棍上。火柴头碰触火柴头,侧面看两根火柴棍儿就像是直角三角形的一个直角边和斜边。

  4. 操作难度最高的一步来了,拿起第3根火柴,划着火柴,将火焰放在斜边火柴棍的“中点位置”,将其点燃。

  5. 斜边火柴被点燃之后,火焰会同时向两个方向蔓延,当火焰将火柴棍头部点燃时,两根接触在一起的火柴头会牢固地粘合在一起。向斜边火柴的尾端蔓延的火焰这个时候基本上吞噬了整根火柴。

  6. 这一步需要你把握好时机,当看到两根火柴头彼此粘合固定,斜边火柴行将烧尽,微微上倾时,就将火焰全部吹灭。此时的两根火柴,就成了定格的空中飞人、徒手倒立的体操运动员、会使用魔法的巫师了。

实验原理

这个实验的关键步骤在于点燃斜边火柴棍的时候,需要从火柴的中点位置开始,这样才可以使得当向火柴头部蔓延的火焰点燃火柴头时,斜边火柴在保证整体结构完整的同时,可以保持最轻的质量。两个火柴头为什么可以彼此粘合固定在一起呢?当火柴头的火药被点燃时,可以同时产生大量的热量,短时间内释放出的热量,让两个火柴头融化并彼此融合,这也是火柴杂技得以实现的关键所在。

游戏升级:

火柴棍点燃后,为什么有些部分被烧光了,有些部分留下来没有办法被火烧掉呢?仔细观察你就会发现,火柴棍烧掉之后,剩下的那些黑色物质,是无法被点燃的,它们是什么呢?火柴棍是由木头制成的,看来木头的成分组成并不是单一的。木头来自哪里?来自树木。我们说十年树木,百年树人。这些经年累月成长起来的树木,它们的内部有哪些成分组成呢?

另外,针对火柴棍搭建出来的直角三角形,你可以计算并尝试一下,从直角边或斜边的其他地方点燃火柴,最后的效果会是一样的吗?动手尝试一下吧!

https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/match-levitation/

本文发表于《知识就是力量》2019年4月刊

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