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自制的空气枪能有多大能量?| 正经玩

GUOmazing&米老猫 中科院物理所 2023-07-28

比动能大于1.8J/cm2就会被认定为枪支

有小伙伴好奇

1.8焦耳听起来也不算大呀?



于是我们决定做个实验来估算一下

毕竟实验出(jiu)真(shi)知(wan er)



实验器材


所标杯、空瓶子、量杯、卷尺

实验过程




前期实验过程与NO.231期相似

先将盖上瓶盖的空水瓶拧上几圈



快速拧松瓶盖

由于压力差

瓶盖会突然飞出去



测量瓶盖飞出去的距离




向“扭曲”的空瓶中灌满水



再将空瓶中的水倒入量杯中

以此来估算扭曲后瓶子的体积

(扭曲前瓶子体积为500ml)



特别注意:实验有一定风险,小朋友要在家长的陪同下进行哦~

原理解说





通过挤压水瓶,瓶内压强增大,瓶盖内外产生了一个压强差,瓶盖受到一定的压力。把盖子拧开后压力推动盖子一段距离做功,赋予瓶盖初始动能。我们利用手机拍摄的频率为60Hz,瓶盖在最初的3帧内飞行了约90厘米的距离,瓶盖的质量约为3克,因此它的初始动能约为:

而由理想气体公式可知,瓶盖两端的气压差约为1/5个大气压,即20kPa,瓶盖的面积为5平方厘米,瓶盖弹射过程移动的距离为3厘米,因此气压差做的功为:

   

由于瓶子气密性质量问题,气体非理想气体,或瓶盖形状大小、初速度影响空气阻力等诸多影响因素,本实验会有较大的误差。

 

进行实验有很多种方法,如果不是小编这种金刚芭比手劲稍大类型的女孩子,也可以采用物理&化学方法增大瓶内压强,比如摇晃可乐瓶,使可乐中的二氧化碳逸出,或者在瓶内放置小苏打和醋酸,二者反应产生气体等(注意!千万要注意安全,像可乐+曼妥思等反应剧烈、产生大量气体的组合不要尝试)增加瓶内压强,然后看看瓶盖可以弹出多远。


上期回顾
No.257 饮料瓶里放个小钢珠,就可以...... | 正经玩

01.陈肇桦的实验分享如下:


02.我的世界666的实验分享如下:


03.朱玉屏的实验分享如下:

投票将于7月1日零点截止

票数前 两 将获得

大师扑克

一份

               分享赢得纪念品          

对于 本期实验 的投稿

我们将在 下期 进行投票

我们将为票数最高的 两位 同学

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一个


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编辑:荔枝


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