- 趣味物理實驗(原名《趣味物理思考題》)
- (俄)別萊利曼著 余杰編譯
- 2051字
- 2021-10-29 17:58:02
3.奇妙的陀螺
圖片里有一些形狀不同的陀螺,它們是用不同的材料做成的。這些陀螺會給你展示一些有趣的實驗。這些陀螺的制作要求不是特別高,你不需要花錢,也不需要別人的幫助,自己就可以做出來。
接下來,我們看看這些陀螺的制作步驟。
(1)用五孔紐扣制作陀螺。在你的周圍找一個五孔紐扣,如圖21所示,你就可以輕松制作陀螺了。你用一個尖的木條穿過紐扣中間的那個孔,然后塞緊它,這樣一個陀螺就制成了。通過這種方式制作的陀螺的兩頭都可以轉。你只要用手轉動木條,然后把陀螺拋出去,陀螺就可以轉了。
(2)如果你沒有帶孔的紐扣也是可以制作陀螺的,你可以找橡皮做的軟瓶塞。用一個一頭尖的木條穿過去,這樣一個陀螺就做好了(圖22)。

圖21
(3)通過觀察圖23,你可以看見一個不同尋常的核桃陀螺,它可以靠自己的尖突部分旋轉。將一個核桃變成一個陀螺,你只需要將一根小木棍插在它的上面就可以了。
(4)除此以外,你還可以找一個既平整又寬的軟木塞。用一截鐵絲穿過軟木塞,以它為中心軸。這樣的陀螺旋轉起來非常穩。
(5)圖24中的陀螺很有特色:它是用削尖的火柴棍穿過裝藥丸的小圓盒制作而成的。為了使陀螺更牢固,我們必須往鉆孔里淋點火漆。

圖22

圖23

圖24
(6)圖25向我們展示的是一個非常不可思議的陀螺。陀螺的轉盤邊上用線系著幾粒圓紐扣。陀螺旋轉的時候,紐扣順著轉盤的半徑被拋了出去。同時,由于圓紐扣受到離心力的作用,線被拉直了。

圖25
(7)下面的這個陀螺和上面的有點兒相似,但風格和上一個陀螺不同。如圖26所示,在一個軟木塞形狀的陀螺轉盤上插入幾根大頭針,大頭針的一頭穿著各種顏色的珠子。陀螺旋轉的時候,珠子由于受到了離心力的作用會滑到大頭針的針帽位置。如果此時正好有燈照到陀螺,大頭針的針棒會像鑲嵌著珠子的銀條一樣五彩斑斕。如果你想要陀螺運動的時間夠長,你可以把陀螺放到光滑的碟子里。
(8)如果你想做一個彩色的陀螺(圖27),那就需要花費很長的時間,但與上邊不同的是,你可以看到在普通陀螺里看不到的神奇景象。這回我們準備好圓藥盒的底,把不用的鋼筆筆桿穿過盒底,用兩塊軟木塞墊圈將盒底孔上下夾緊,如此一來就可以將陀螺固定,然后你仿佛分蛋糕一樣,用直線從中心到邊緣將轉盤平均分為幾塊,相間著涂上藍色和黃色的顏料。你可以想象一下,陀螺轉起來會出現什么情況,轉盤的顏色不是我們涂上的藍色和黃色,而是綠色的。黃色和藍色在我們的眼睛里進行混合,產生了新的顏色——綠色。
你可以接著做混色實驗。將淺藍色和橘黃色依次涂在轉盤扇形區,準確地說,當陀螺旋轉時,你看到的不是黃色,而是白色,更準確地說是淺灰色,用料越純,得到的顏色越淺。混合這兩種顏色得出白色的在物理學上統稱為“補充色”。通過這個實驗,我們得出淺藍色和橘黃色就是補充色。

圖26

圖27
假如你準備的顏料非常齊全,那么你完全有理由做兩百年前偉大的英國科學家牛頓曾經做過的實驗。那就是將赤、橙、黃、綠、青、藍、紫,這七種顏色依次涂在轉盤扇形區上。這七種顏色在旋轉的時候會混合成灰白色。通過這個實驗你能夠得出這樣的結論:每一束白色的太陽光都是由不同顏色的光線混合得到的。
進行彩色陀螺的變色實驗的步驟如下:將一個紙環套在已經轉動起來的陀螺上(圖28),轉盤馬上就會變色。

圖28
(9)做會寫字的陀螺(圖29)。就像上面所描寫的步驟,不同的是轉軸不是鋼筆桿,而是已經削好的鉛筆。在略微傾斜的紙片上將這個陀螺轉動起來。旋轉的陀螺的運動軌跡是這樣的,它沿著稍微傾斜的紙片朝下旋轉,筆尖會把運動軌跡留在紙片上。計算轉數非常簡單,陀螺轉一圈,筆就會畫出一圈。我們一邊拿著表一邊觀察陀螺的旋轉,當然,不用表也是可以數的,不過我們需要提前練習讀一個數“1、2、3、4、5”所需的時間不多不少正好是一秒鐘。如果你覺得這是很難的事情那你就錯了。花十幾分鐘練習一下就能學會讀數。打算只用眼睛讀數是不可能做到的。

圖29
還有另外一種寫字陀螺。為了做這樣一個陀螺,需要找到一小塊鉛餅。因為鉛餅是軟的,所以你可以在小鉛餅的中心鉆一個小孔,你可以把這個孔當成中心,然后在孔的外面再鉆兩個小孔。
用一個一端是尖的小木棍,穿過中心的孔,做完這一步后,再用馬鬃毛穿過邊上的小孔,略微朝下超出陀螺中軸,用火柴棍的碎屑將鬃毛固定起來。還剩下一個小孔,這時候,你可以先不管它。這個孔的作用就是為了中軸的兩邊的重量相同,避免陀螺負重不均勻,旋轉起來也無法達到均衡。
現在,你就做好了一個寫字陀螺。為了完成整個實驗,我們還需要一個被煙熏過的盤子。讓盤子的底部在酒精燈的火焰上熏,這樣做的目的是讓盤子的底部附著一層均勻密實的煙黑,然后讓陀螺在盤底旋轉。陀螺轉動的時候,馬鬃會在盤底畫出白色的曲線,非常奇妙(圖30)。
(10)最后一種陀螺是你努力的終極方向:旋轉木馬陀螺。你第一眼看到它可能會感到制作它很困難,但是事實并非如此。轉盤與中軸的做法和彩色陀螺的做法是一樣的。在轉盤的周邊均勻地插上帶小旗的大頭針,把有騎士的小紙馬粘到轉盤上,這樣就做好了能夠讓你弟弟或妹妹高興的精致的旋轉木馬陀螺了(圖31)。

圖30

圖31