科学小实验鸡蛋立起来了的原理(旋转的鸡蛋最终会站立起来)

科学小实验鸡蛋立起来了的原理(旋转的鸡蛋最终会站立起来)(1)

旋转的鸡蛋最终会站立起来

如果将一个煮熟的鸡蛋在桌上旋转得足够快,它会一边旋转,直到缓慢直立起来。简单来说,鸡蛋和桌子之间的摩擦力导致鸡蛋最终站立起来,但完整的解释涉及到对复杂的方程计算式。物理学界对此研究了100多年。

为了向普通人解释这一有趣的现象,悉尼大学的物理学家罗德·克罗斯(Rod Cross)已经找到了一个更简单的鸡蛋旋转站立起来的解释。

克罗斯说:“物理学界对旋转鸡蛋站立现象研究已经有1百多年,但以前没有一个简单的解释。尽管方程式计算可以证明鸡蛋最终能站立起来,但你无法向学生说,因为方程式可以证明,所以鸡蛋就站立。没有足够的实验测量来确定滑动和滚动摩擦的各自作用。”

科学小实验鸡蛋立起来了的原理(旋转的鸡蛋最终会站立起来)(2)

悉尼大学的物理学家罗德·克罗斯(Rod Cross)已经找到了一个更简单的鸡蛋旋转站立起来的解释

利用一个实心铝球,克罗斯证明了旋转鸡蛋的一个重要特征,就是它围绕两个不同的轴“进动”(即旋转)。明显的旋转是围绕垂直轴的方向。鸡蛋在其最终站立时则围绕水平轴旋转。

这项新研究表明,水平轴的旋转是由于“进动”造成的,并且进动本身是由于水平摩擦力造成的。如果蛋开始滚动,则摩擦力下降到零,蛋停止上升。

另一方面,旋转鸡蛋绕垂直轴线的进动是由“法向力”(从桌子上推蛋)引起的,而不是摩擦。

所谓进动,是自转物体的自转轴又绕着另一轴旋转的现象,又可称作旋进。而法向力,是一股垂直于物体接触面的力。 物体放置于水平的面上,物体的正向力与重量相同,但方向则相反,相加后合力为0,使物体能静止放置而不会陷下去。

克罗斯实验还证实了旋转鸡蛋的另一个特征:鸡蛋旋转越快,其立起的次数越多。如果蛋旋转得太慢,它就不会立起。实验还可以追溯到摩擦力,因为缓慢的旋转会导致鸡蛋滚动,而不是滑动,正是滑动使鸡蛋“站”起来。

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