没有骑过车的朋友,会发现一个问题,两个轮子前后分布,怎么可能立得稳嘛,其实第一次学车也会有相当强的感受,那就是无法让车子稳定的前进,心里也总担心要倒了;就是学会了骑车,那就悟出了为什么两个轮子的自行车和摩托车,为什么停下来时候,就要倒向一侧,而骑行起来的时候,就可以用轮子与地面接触的两个点稳定的前行呢?

这个问题,其实要想的去想的话,也许不会比魔方更加容易理解,但是一旦理解了它的原理,就会发现比魔方可以简单太多了。

今天去四川省科技馆(昨天晚上写成了成都科技馆了),就只仔细体会这个项目。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(1)

省科技馆看着有一些古味儿,说明四川很早就很重视科学技术了。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(2)

在几个大牛面前来个合影,其实伽里略被弄那么小,真的有一些不太理解,他可是科学之始哦。说到这里,有人会讲了,伽里略之前没有科学吗,是的,没有科学,有的是技术与哲学。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(3)

为了体现这是四川科技馆,那就拿咱四川的特产来做形像大使了。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(4)

周一至周五的科技馆的样子,只要你愿意,你在同一个项目上玩一天,也没有人和你争,周末和节假日,要体验一些项目是要排长时间的队的,还不一定能够排得到你。要是远地方来的,也许会落下遗憾。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(5)

这大夏天的,来纳凉的也有一些的。要是没有这次的疫情,再开个空调,那么来蹭空调的人也不少。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(6)

角动量守恒的理解之前,一定要理解转矩。以前我们在初中还是高中学过的力矩就是转矩了,就是使物体产生转动的矢量,弯弯的重力乘以力臂就是一个转矩。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(7)

当它的大小等于小汽车的重力乘以支点这边的力臂的时候,转矩为零,两边平衡,弯弯以自己的体重吊起了很重的小汽车,我们以前的是杠杆原理。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(8)

这就是今天的主角,角动量守恒的实验主角。这个装置弯弯在几年前就已经玩过了,而且每一年都能够玩几次,在不同地方的科学技术馆,不过,一次也没有弄明白过它的原理。这个原理也是理解本文开头说起的,两轮车一旦开动之后,不容易倒的原理一样。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(9)

看了这个装置的说明,大伙儿,有理解吗,反正,弯弯是无法通过这个解说来理解这个原理的。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(10)

那咱就坐上去,先体验一下。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(11)

就像自行车后轮一样,只是这里用手代替了脚,向前转,向后转也无法让中间银色的沉沉的金属轮转起来,就像你向后转自行车的脚蹬一样。为了体验好,就使出你最大的力量来,让中间的飞轮达到你能够让它达到的最高速度吧。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(12)

当你无法再使飞轮加速的时候,就可以不再转动,飞轮的左边是一个把手,你可以把飞轮向上,或者向下转。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(13)

当你向下压飞轮的时候,角动量的改变量是向下,为了让角动量守恒,系统就会向逆时针转动,产生一个向上的角动量,以抵消那个改变量。

为什么逆时针转动产生的却是一个向上的角动量呢,原来角动量矢量的方向是用右手定则给出的,它的方向就是用右手握拳,并立起大拇指,四个指头的方向中就是旋转方向,大拇指的方向就是角动量的方向。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(14)

那么使劲儿向上抬当然角动量的改变量就变成了向上的,仔细看弯弯握住的把手,那就是旋转的金属圆盘向前转动时的角动量的方向,还记得矢量改变量是末矢量减去初矢量吗,所以方向当然是向上了。这时要抵消这个改变,系统就要顺时针旋转才可以产生一个向下的改变量。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(15)

这其实是比较费力气的,为了让孩子体验更加好,最好大人来让金属盘高速旋转起来。

今天我学会了在公众号放入视频,以后,我会时不时的录一个视频,以更加生动的表述一个事情。

最后,大概讲一个自行车吧,当自行车前进的时候,两个轮子的角动量的方向向左,垂直于转轴,这个时候,无论你向哪个方向倒,都会受到一个反向的力矩让你回到平衡位置。

嗯嗯,有一些回忆起来,曾学过的这些知识吗,可以尝试给孩子讲清楚哟。弯弯今天算是第一次从原理理解了这个实验。

验证动量守恒实验公开课(第一次体验项目)(16)

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