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松开橙子,这张纸能被弹多高?我以前咋没想到_实验

​ 现在,就到了小朋友最喜欢的环节了,我们将一个橙子从钢尺悬空部位的正上方让其自由落体,接着再用手掌拍打、用拳头捶打钢尺的悬空部位,最后再用一个重量较大的番石榴也从尺子悬空部位的正上方落下,看看铺…

阿基米德曾经说过,给他一个支点和一根足够长的撬棍,就能把整个地球撬起来,这说的其实是杠杆作用。杠杆作用在生活中的应用非常广泛,也给人类的生产生活带来了巨大的便利。比如我们常见的压水井,就是典型的杠杆作用在生活中的具体应用。

压示意图水井。图片源于网络

撬动地球毕竟是一种理论模型,我们无从去实际验证。但是,如果给你一个橙子、一把尺子和一张普通的白纸,你能用一个橙子将白纸撬起来吗?又能撬多高呢?一个橙子的重量远远大于一张普通A4纸的重量,如果有一个合适的支撑杆,应该能利用橙子对支撑杆的击打力量,将这张纸高高的弹撬起来。实际情况真会如此吗?背后又隐藏着什么科学奥秘呢?今天我们不妨通过一个简单的实验来一探究竟。

在实验开始前,我们需要先准备以下材料及器具。它们分别是:橙子1个、钢尺1把、A4纸1张。

材料准备好后,将钢尺放在可以受力的桌沿上,确保钢尺约1/3的长度处于悬空状态。

接着,将一张普通的A4纸居中平铺在钢尺上面,边缘与桌沿平齐。

现在,就到了小朋友最喜欢的环节了,我们将一个橙子从钢尺悬空部位的正上方让其自由落体,接着再用手掌拍打、用拳头捶打钢尺的悬空部位,最后再用一个重量较大的番石榴也从尺子悬空部位的正上方落下,看看铺在钢尺上面的这张白纸在这些击打力量下会不会弹起来?又能弹多高?

首先,橙子落下砸到悬空的尺子后,A4纸并没有高高弹起,只是稍微移动了一点点。是不是力量不够呢?

接着看看用手掌击打的效果,同样,纸张也没有弹跳起来,只不过在原来的地方微微发生一些移动。

既然用手掌拍打可能力度还是不够,再用拳头捶打悬空的尺子试试。结果,白纸仍然没有像意料中那样被高高弹起,也仅仅是发生左右位移的幅度较刚才大了一点点而已。

最后,从尺子悬空部位的上方用一个较重的番石榴自由落体,尺子居然被砸弯,番石榴顺着尺子的倾斜方向落到了地上,而铺在尺子上面的白纸依然较好的保持原样,依旧没有被尺子高高的弹跳起来。

究竟是一种什么神奇的力量让白纸紧紧的依附在桌面上,任如此之多的击打力量也撬不动它呢?原来,在A4纸的周围紧紧的包裹着大气压,铺开的白纸占有较大的表面积,大气压垂直作用于白纸的表面,使其紧紧的被压在桌面上。刚才各种击打力量不足以克服大气压力,所以白纸并没有被尺子高高的撬起来。

在我们生活的世界里,到处充满了空气,它占据了一切的自由空间。而大气层是包裹在地球表面的一圈厚厚的空气层,厚度大约是1000千米,越接近地面大气压力就越大。它会向我们的身体和其他的物体施加压力,但却没有人能够实际感受到。

在三个世纪以前,德国的马德堡市曾公开做了一个实验,人们将两个直径为37厘米的空心铜半球合起来,使之密不漏气,然后用抽气机把铜球里的空气抽掉。然后在每个半球的环上各拴上四匹壮马同时向相反方向拉,两个半球无法分开。最后,用了20匹大马,随着一声巨响铜球才一分为二。这就是著名的马德堡半球实验。该实验说明,空气不仅是有压力的,而且这个压力还很大。一个成年人的身体表面积平均为2平方米,他全身所受的大气压力为20万牛顿。

人们根据大气压的原理研制出了很多实际的应用。比如:把带有吸盘的塑料挂钩贴在平滑的墙面上就可以用来挂东西;活塞式、离心式抽水机能把水从低处抽到高处;用高压锅可以更快的使食物煮烂;茶壶上开一个小孔,水才容易倒出来;还有,用吸管吸饮料、注射器针管吸药液等等都与大气压密不可分。

吸盘挂钩。图片源于网络

科学奶爸要给大家提问了

生活中还有哪些是大气压的实际应用?底部留言讨论哦~

今天的小实验就到这里吧,欢迎大小朋友们在家积极动手实践,开展科学探究活动,培养孩子科学素养!

温馨提示:实验中用到钢尺,谨防割伤。请在大人陪同监护下操作本实验。

部分文字图片素材整理自网络,特此鸣谢。

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