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Vast, Warm and Elegant

一口气大力士

空气是个大力士,真的吗?当然了!而且,在你拥有了更多的科学知识以后,你就可以更好地驾驭这个大力士了。这一次,我要教你操控口腔中的“一口气大力士”,来控制悬浮的乒乓球,可别小看自己口腔中的这“一口气”,它能做的事,可多着呢。为了让我们口腔中的这个“一口气大力士”更好的工作,我们需要为它营造一个和谐的工作环境。让我们一起动手吧?

材料:大号塑料饮料瓶、弯曲式吸管、锤子、胶带、乒乓球、大号钉子、工作台(可以用案板代替)

 

方法:

 

  1. 将大号塑料饮料瓶冲洗干净,晾干,正立于桌面之上。找到瓶子顶端,从弯曲到开始趋向于笔直的瓶身部分,用胶带尽可能直地缠绕一圈。 

  2. 以刚才用胶带缠绕出来的圆圈作为标记,用剪刀或者裁纸刀沿着胶带上沿进行剪裁,将整个瓶端剪切下来。这个过程要小心,你可以寻找成年人的帮助。 

  3. 找到一个工作台,木质或者塑料质地的为佳。如果找不到合适的,也可以暂时用切菜的案板来替代。把大号塑料瓶的瓶盖正立放置在工作台上,尽可能让其稳定不动。 

  4. 用锤子将大号钉子钉入瓶盖的正中央。这个过程注意钉孔的位置,尽量不要有偏斜。 

  5. 在瓶盖上钉孔的原则是为插入弯曲式吸管做准备。你可以尝试用吸管插入钉子的钉孔,如果钉孔过小,可以继续用钉子和锤子将其扩大,但注意不要让这个孔太大,否则就会影响我们的下面的操作效果了。最完美的结果是,吸管正好严丝合缝地插入钉孔。 

  6. 按照严丝合缝的原则准备好钉孔,将弯曲式吸管的短端从钉孔中插入。我应该恭喜你做完了最有挑战的一步,不露缝隙是为了给空气大力士营造最棒的工作环境,工作环境越好,你口腔中的空气大力士的绝活儿也就越精彩。
  7. 将插好弯曲示吸管的瓶盖拧在瓶口,倒过来,像拿着烟斗一样,你的手里有了一个空气大力士表演的舞台,和烟斗不同的是,接下来你需要做的是吹气而不是吸气。 

  8. 将乒乓球放置在瓶口里,深吸一口气,从吸管中吹出来,你就会看到空气大力士的精彩表演了。 


 

实验原理:

 

为什么我们吹出的气可以让乒乓球完美地悬浮在半空中呢?这是伯努利原理(Bernoulli’s Principle)在起作用。伯努利是一位十八世纪瑞士数学家的名字,他是世界上第一个发现了空气大力士的工作特点并精切阐明的人。他的发现也就是伯努利原理的表述就是:“物体表面空气流动的速度越大,物体表面的空气量也就越少,而空气对物体表面产生的压力也就越小。”这个发现,最终帮助人类发明了飞机,让我们现在的航空航天不再是梦。

 

实验升级:

 

你可以尝试改变弯曲式吸管的孔径大小,来对比乒乓球悬浮特点的不同。你可以通过你的对比,找到飞机发动机功率大小不同,对于飞机飞行速度的影响吗?

参考:

https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/floating-ping-pong-ball/

本文发表于《知识就是力量》7月刊:样刊-空气大力士

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