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文 | 魔力科学小实验,本文为原创,转载请注明来源。
不知道从什么时候开始,我发现自己有恐高症。
你害怕到什么程度?要知道,站在三层楼的楼顶,垂直往下看,腿都在抖。
如果再把地板抬高,也会伴随头晕、气短。不过从远处看还好,就是不能往下看。
但是,人真的是很奇怪的生物。越是害怕某样东西,越是忍不住想挑战它。比如株洲188米神农塔勇往直前,广州塔450米户外平台咬牙坚持。
株洲神农塔188米高的玻璃栈道
无非就是手心冒汗,小腿发抖,仅此而已。不过,挑战自己真的很棒。
至于蹦极,目前没有突破,以后还真不确定能不能挑战。论垂直高度,蹦极的落差远不及广州塔的高度,但失明后的失重感和无法控制的晃动感应该足以令人窒息。
写到这里,我突然想到:如果蹦极时绳子突然断了,会是怎样的绝望?除了自救,似乎没有更可行的办法。
我对这个想法很感兴趣。但是,从科学的角度来说,我们可以用一个小实验来模拟蹦极的冲击。讲真,这股力量真的有点猛!
至于蹦极断绳这种事,愿永远也不会发生。
nter;" data-track="19">实验目的
了解蹦极绳索弹性吸能的原理
实验材料
塑料绳、500克砝码、气球
操作步骤
1.将砝码系在塑料绳一端。
2.将系了砝码的塑料绳固定在支架上,自然悬吊,然后拿起砝码越过支架,松手使其垂直下落。
3.在绳子末端用气球与砝码相连,重复步骤二,观察实验现象。
现象及原理
通过上面的实验我们发现:直接系在塑料绳末端的砝码,垂直下落后将绳子瞬间拉断,而通过气球与塑料绳相接的砝码,从同样的高度垂直下落后,绳子没有拉断。
△砝码将塑料绳拉断
△与气球相接的砝码没有拉断塑料绳
下面这张动图也许更直观,我们来看看。
砝码直接与绳子相接,从高处自由落体时产生的动能将塑料绳瞬间拉断。砝码与绳子之间用气球连接,从同样的高度使砝码自由落体,所产生的动能被转化为弹性势能,气球的橡胶被拉伸从而吸收了冲击力,所以塑料绳不会被拉断。
何为弹性势能?
物体由于发生弹性形变,各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做“弹性势能”。在工程中又称“弹性变形能”。
例如,被压缩的气体、被拉弯了的弓、卷紧了的发条、拉长或压缩了的弹簧都具有弹性势能。
同一弹性物体在一定范围内产生的形变越大,具有的弹性势能就越多,反之,则越小。
弹性的本质
弹性的本质是可逆性。应用于弹性材料的力将能量转移到材料中,在将能量转移到其周围环境之后,能够恢复其原始形状。
换句话说,你见过被拉伸的气球不复原的吗?
当然,前提是在弹性的极限范围之内。今天的实验中,如果将砝码换成10千克,高度升高到10米,结局就是另外一回事了。
能量是可以转换的
弹性势能可与动能直接相互转化,但不能与重力势能直接转化。
这句话该怎么理解呢?
其实质就是:势能和动能间之间可直接转化,但势能不能与势能直接相互转化,就是说不可能在动能不变的情况下转化。
看起来比较抽象,实际上很好懂,砝码都没落下来,哪来的动能变化?!又谈何转换?
蹦极话你知
蹦极也叫机索跳,是近年来非常火热又刺激的一种户外活动。
绑在跳跃者踝部的橡皮条很长,足以使跳跃者在空中享受几秒钟的自由落体。当人体落到距离地面一定高度时,橡皮绳被拉开、绷紧、从而阻止人体继续下落,当到达最低点时橡皮再次弹起,人被拉起,随后又落下,这样反复多次直到橡皮绳的弹性消失为止,这就是蹦极的全过程。
△蹦极运动
玩的就是这种心跳的感觉。
蹦极最重要的就是绳索的特性。假如换成没有弹性的绳索,人体下落时产生的巨大冲击力很有可能使跳跃者瞬间殒命。当然,依靠体重将绳子崩断,无论从理论上还是实际上,都是不可能的。
不过,安全无小事,蹦极一定要在确保安全的前提下进行。
好了,今天就唠到这了,再唠叨一句:今天的实验在封闭环境下拍摄,模仿时需确保安全,记得点个赞再走哦~咱们下期见。
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