01骑自行车为什么不会倒
自行车不动就会倒,骑起来反而不会倒,这个看起来经典力学就能解决的问题,其实相当复杂,科学家们争论了一百多年,观点一直都在反复。
原理:
之前大家认为,自行车车轮旋转起来后获得了一个角动量,这个角动量在重力矩的作用下,会把倾倒转换为进动,所以能依然保持平衡。但这并不完全正确,1970年Jones做了一种自行车,它的轮子由两个分轮组成,两个轮子转动方向相反,这完全抵消了角动量,可这辆自行车依然能在运动保持平衡。
自行车保持平衡的秘诀在于,把倾倒变成了转向,这样轮胎与地面的接触面会重新移回到整体重心的下方,就再次保持了平衡。
如果你拼死不转方向把,那倾倒就很难转换成转向,这样就会摔倒咯。
02总爱指向“9”的秒针
挂在壁墙上的石英钟,当电池的电能耗尽而停止走动时,秒针经常都停在刻盘上“9”的位置,这是为什么呢?
原理:
石英钟的秒针是依靠齿轮传动来运转的,当秒针从 “12” 位置向 “6” 位置运动时是顺着重力方向,重力会起到一定辅助作用,秒针运动相对轻松。而当秒针从 “6” 位置向 “12” 位置运动,尤其是走到 “9” 位置时,是逆着重力方向运动,需要克服重力和齿轮传动的阻力,此时所需能量最大。
当电池电能逐渐耗尽,无法提供足够能量,让秒针克服这些阻力继续运动时,秒针就会停在这个对能量需求最大的 “9” 位置
03静电是怎么产生的呢?
在干燥的天气里,我们脱毛衣的时候,可能会看到火花并听到 “噼啪” 的声音
,就连不小心互相碰到也有可能会突然被电一下,人为什么会产生静电呢?
原理:
静电现象的产生,涉及到物质的微观结构和电荷的转移物质是由原子组成的,原子中包含带正电的原子核和带负电的电子。在一些情况下,由于摩擦等作用
不同的物质之间会发生电子的转移,使得一个物体失去电子带正电,另一个物体得到电子带负电。
当带有不同电荷的物体靠近时,就会产生静电吸引力或排斥力,而静电放电时产生的火花,则是由于电荷在短时间内大量转移,形成了瞬间的高电压和强电流。
04为什么双层玻璃能隔热?
为什么双层玻璃就能有效隔热和隔音呢? 是因为厚度增加了吗?
原理:
因为双层玻璃中间,有一个相对静止的空气层,空气不易传热,能够有效地阻止热量传递,起到隔热和隔音的作用,并且空气层可以阻碍空气的对流运动,热空气上升、冷空气下降,自然对流在这个相对封闭的空间内受到限制,进一步减少了热量的传递
目前像窗户和杯子等,都有在使用双层玻璃。
05手机为什么能刷视频
每天打开视频软件,两眼一睁就是刷!这是不是现在很多人每天起床前的准备工作呢?其实刷视频这看起来很简单的行为,背后却藏着不少物理学原理。
原理:
首先是显示原理,通过控制液晶分子对光的透过和阻挡,利用光的折射、反射、偏振等原理呈现图像。
其次是触屏交互原理,电容式触摸屏利用人体电容效应,手指触摸改变屏幕电容分布来确定位置,电阻式触摸屏通过手指按压,使两层导电膜接触产生电阻变化确定触摸位置。
然后是数据传输与处理原理,手机通过天线接收基站发出的电磁波信号,涉及电磁波的发射、接收、调制和解调。
最后是电磁学原理,将信号转换为电信号后,进行解码处理还原视频数据,同时手机处理器利用半导体导电特性,通过控制电流通断进行数字信号处理实现视频播放。
06热牛奶比冷牛奶结冰快?
奇怪,按能量守恒定律来看,不应该冷牛奶更快结冰吗?反而热牛奶比冷牛奶先结冰,这到底是为什么呢?
原理:
这个现象叫做姆潘巴现象,是姆潘巴在制作冰淇淋时发现,热的牛奶混合物比冷的牛奶混合物先结冰。
可能是由于热牛奶温度较高,蒸发速度比冷水快;也有可能是热水在加热过程中,其中的一部分溶解气体被排出,所以在冷却结冰过程中,受到的气体干扰相对较小;又或者是热水在降温过程中,会形成较强的对流,这种对流能够使热水内部的温度,更快地趋于均匀,从而使得整个水体,能够更快地达到结冰所需的温度。
然而并非在所有情况下,热水都比冷水结冰快,姆潘巴现象的出现还受到许多其他因素的影响。如容器的形状和材质、水质、环境温度等,也会有冷牛奶比热牛奶先结冰的情况。
07步伐越有节奏,拎的水越容易撒?
拎着水走路的时候,开始桶里的水随着人的走动,有些摇晃并且振荡起来,越走到后面,水可能会振动得更厉害而溅出桶外。
原理:
其实这就是共振现象,当桶里的水振荡的频率,与人的步伐合拍的时候,外界的激励还在不断地,为水的振动提供能量,使得水的振幅逐渐增大。
如果在水桶上放一块木板或是叶子,能破坏这种共振现象,水就不会溅出来了。
08彩虹怎么形成的呢?
雨后的天空经常会出现一道彩虹,小时候看电视广告,总觉得彩虹是彩虹糖变的,而且在彩虹的尽头,一定有个老爷爷和长颈鹿。
原理:
彩虹的形成是光的折射、反射和色散三种物理现象共同作用的结果,当阳光穿过雨滴时,由于不同颜色的光波长不同,在折射过程中折射角度也略有不同产生色散现象,形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色的顺序排列,同时光线在雨滴内部会发生反射,特定角度的反射光,再次通过雨滴的另一面折射出去最终形成彩虹。
而且彩虹实际上是一个圆形,由于地平线的遮挡,通常只能看到半圆形的彩虹。
以上图片来源皆来自网络
长按下方二维码,后台回复"500"
送你500个家庭科学小实验