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虽然才刚十二月,但是拜年的姿态已经准备上了 | 正经玩

 昵称535749 2021-12-04

中科院物理所 

8小时前

原创:中科院物理所

中国古代有很多智慧的发明

大大的提高了人们的生产生活水平

有一些设备甚至到今天都在改进和使用

不知道大家有没有听说过“水碓”

今天我们就来穿越时光,复刻古人的智慧结晶!

ps:室内尝试水力驱动很可能会让地板一片汪洋,这次我们尝试制作的是和水碓结构相似的“风碓”。

实验器材

所标杯、积木、剪刀、筷子、竹签、热熔胶、纸、小风扇

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实验过程

首先将正方形的纸对折

沿对角线剪至距离中心1/3处

在中心穿一个小孔

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将竹筷穿过中心

然后把四个角穿在筷子上

折成小风车的形状

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用热熔胶固定

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在风车尾部粘上一根竹签

并将竹签与筷子粘在一起

以便固定风车

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在筷子上粘一块积木

作为拨片

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另取一根筷子

与竹签粘成如图所示的形状

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用积木搭出支架

把上面做好的部分组合起来

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打开小风扇

一只风动啄米鸡就出现了~

这像不像过年和长辈们疯狂拜年的你!

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如果把它拓展成多个单元并排:

就可以得到非常接近“水碓”的“风碓”了

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大家可以先思考一下:上面用到了哪些力学原理呢?

原理解说

水碓利用的是水力推动水轮,再由凸轮传动杠杆(即碓梢),使碓梢的一端抬起,再靠重力落下捶捣槽内的东西。水碓常见的用途之一是舂米,即捶捣谷子使米粒与米糠分离的过程。

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其他地方也能见到这种凸轮-杠杆的结构的身影,比如八音盒,就是用带有凸起的滚筒拨动长度不同的金属片发声。

整个系统的动力是由水的重力势能转化的动能提供的。我们为了避免水溅的过于狂野,将其改为风力驱动(不负中科院风车所之名)。

被称之为“连机”的各个单元中,凸轮凸起的位置也是错开的。错开凸起的位置就可以使输出功率随时间的变化更加平滑,避免出现多个单元同时需要做功而总功率不够的情况。

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