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来,一起围观这次超棒的实验吧

 外面都有啥 2023-09-19 发布于四川
首先呢,强调一下:这次的实验不再是我来完成的,哈哈哈哈。
那么,要围观的实验是谁来完成的呢?
那就是我们国家的太空空间站的博士乘组们,在400公里高的地球轨道,微重力环境下将要进行的。
时间呢,就是这周四下午三点四十五分哟。为啥是这个时间呢,因为孩子们大多在这个时段都是各种课外活动以及自习时光了。
根据官宣将要进行的实验是:演示球形火焰实验、奇妙“乒乓球”实验、动量守恒实验以及又见陀螺实验
在这里,我想猜测一下这几个实验,或者讲提前讲一下它们为什么要在太空做的原因。
首先,在400公里的位置,其实重力环境和地面差别只有?这样,看一下这个公式:

也就是讲,地球的半径6372公里,400公里的高度只有6%的半径,再来一次平方,嗯,计算的结果嘛,要不自己算一下呀,地表取9.8米每秒平方就好。
要是算不出来,就算了哈,也就是在400公里高的地方,其实重力加速度是地表的90%的样子。啥意思呢,就是相差其实不大的。就像去买东西,少了10%的质量可能是感觉不出来的。
那为啥还要说太空站是微重力环境呢,那里的物体不都像失去重力一样飘起来的吗?
嗯,这是一个好想法,那是因为空间站在以每90分钟绕地球一圈在快速的向前飞奔。这个速度所产生的离心加速度刚好与重力加速度大小一致,不过方向却是相反的,这样它们就抵消啦。这就是微重力环境的由来。
有了这个环境,我们来看一下几个实验:
球形火焰实验。在地表,加热气体,分子间距增加,从而密度减小,同体积气体,所受重力减小,所以,加热气体会上升。如果它刚好由火焰产生,那么它上升,就会带动火焰一起上升,这就是尖尖的火苗的来由。也是由于此,火焰会源源不断获得氧气的供给,只要燃料不缺,就会持续燃烧。
那么在空间站呢,由于是微重力,也就是人眼不容易观察出重力对实验的影响,加热气体,虽然密度也变小了,不过,却由于没有重力环境,所以,它不再上升。这样,也就不会带动小火苗上升,从而形成球形火火焰。关键来了,如果这些燃料不自带氧化剂,这个球形火火焰应该会由于得不到氧化剂而熄灭。因为火焰周围产生的气体是不支持燃烧的。
当然这是我的猜测哈,具体怎么样,到时候认真看哟。
乒乓球实验我想,可能是在两块平行板之间,无论是水平,还是垂直的两块平行板,有一个枚乒乓球,只要垂直板面发射,它就会不减速率的地在两板之间来回往复运动。(当然最后,也会在空气阻力之下停止。)
这与在重力场非常不同,重力场下,垂直地面的两块平行板,乒乓球会做之字形向下运动,而且,之字拉开得越来越大,最后掉地板上。
水平于地面的两板呢,乒乓球上升会减速,下降会加速,也就是一会快,一会慢的运动。
会不会是这样子呢,也是请认真看现场实验哟。
至于,动量守恒实验,最好玩儿的应该是,想办法让两个质量相等的刚体小球发生正碰。这可能需要轨道,或者透明的圆筒。如果是我的话,在微重力环境下,我会让这两个小球在水平方向,垂直方向,或者其它方向都尝试一下。嘿嘿,它们居然现像一样。那就是,就像在地面光滑水平面表现做的这个实验一样,开始去撞击的小球停在了撞击点,那个被撞的小球远去了。当然,如果中间是几个小球,变化的只是最前面一颗小球远去了而已。
哈哈,这个实验,真有意思,期待呢。
至于陀螺实验,对于角动量相关的实验,在这里一下子表述不好。我猜最重要的,应该是它的转轴的稳定吧。
如果是T字形的质量不均匀的物体,还会突然发生转轴倒转,当然这是因为它的转动轴不只唯一,这是一个我也表述不清的力学问题。加油孩子们,大学力学之后也许就能够弄明白了。
对于猜测不是剧透,哈哈,看看猜中多少呢。
希望大家认真观察,咱们以后可以动手试试这些地面实验,以及它们的理论解释吧。
一定要看哟。

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