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鲤鱼打挺,从入门到精通 | 正经玩

Shiny&Tom 中科院物理所 2020-09-09

喜欢看武侠片的朋友们

肯定对下面这个动作十分熟悉



超级帅气的鲤鱼打挺

学会了这招

妈妈再也不用担心我起不来床啦~



练得神功之前

让我们先来分析分析动作要领



实验器材


所标杯、纸板、皮筋、剪刀

实验过程




先剪下一块矩形的纸板


 

将剪下的纸板对折


 

然后在对折的两边

各剪两个卡口


 

在卡口处绑上皮筋

整个装置就完成了



使用时先固定住一边

用力拉开皮筋

然后释放~



原理解说





本次的小实验原理比较简单。但是小编查了半天,没查到这个小玩具叫啥,所以暂且命名为“跳跳卡”。

能量的角度上讲,当我们的手释放时,橡皮筋会迅速收缩,此时,橡皮筋会对两片纸板做功,将弹性势能转化成纸板的动能。这里值得注意的是,纸板的动能有两部分,一部分是纸板质心的平动动能另一部分是纸板绕质心转动的动能

 

由此我们可以知道,为了让“跳跳卡”跳的更高,更远,可以用更紧的(劲度系数大的)橡皮筋,最简单的做法就是将橡皮筋对折几次(小编试了下,只能用两个字形容:“芜湖~,起飞!”)。也可以将纸板做的稍稍长一点,这样橡皮筋所储存的能量会更多。

 


以上是从能量的角度进行理解,我们还可以从动力学的角度分析“跳跳卡”起跳的原因。设想一个理想的,绝对对称的情况。两片纸板在释放加速后的速度始终是对称的。此时,如果纸板间的铰连点A是静止的。那么,由于纸板相对铰连点A做圆周运动,所以需要有足够的向心力来维持这一运动。



但是从实验的过程可以体会到,纸板的速度非常快,重力的分量无法提供足够的向心力,因此,当纸板的速度增加到一定程度时,纸板就会做离心运动。由于对称性,合成的运动效果就是整体向上起跳

 

示意图


实际中,由于不能做到完全对称,所以释放后,会使“跳跳卡”具有水平方向的动量。这样一来,“跳跳卡”就会做抛物线运动。

 

看着这身法灵活的“跳跳卡”,小编想起了一位朋友,他非常喜欢用“鲤鱼打挺”的方式起床,但是总是失败。

 


一想到他看到这期正经玩后,必定能有所联想,小编欣慰地笑了。


 

“起床,往往就是这么简单“。 

——来自一位资深起床困难户


上期回顾


NO.203 如何制作“硬盒”游戏机? | 正经玩

01.NewtonAA的实验分享如下:

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04.冠豸杨生亦英明的实验分享如下:

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编辑:GUOmazing


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