關(guān)于雞蛋撞地球最佳方案圖三腳架,雞蛋撞地球最佳方案這個(gè)問題很多朋友還不知道,今天小六來為大家解答以上的問題,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
1、一、科學(xué)道理: (一)、理論依據(jù): 動(dòng)量定理表達(dá)式:Ft =△p 其中△p指的是動(dòng)量的變化,F(xiàn)指的是沖力的大小,t指的是力的作用時(shí)間。
2、 由于雞蛋在下落的過程中,動(dòng)量的變化△p一定,雞蛋所受的力F與力的作用時(shí)間t成反比,即t越大,F(xiàn)就越小,作用在雞蛋上的力就越小。
3、這樣,雞蛋就不容易碎了。
4、 2、由空中垂直下落的物體所受空氣阻力f與空氣的密度ρ、物體的有效橫截面積S、下落的速率v的平方成正比,阻力的大小可表示為f=CρSv2,其中C為阻力系數(shù),一般在0.2~0.5之間,ρ=1.2kg/m3,物體下落經(jīng)過一段時(shí)間將達(dá)勻速,這稱為終極速率。
5、 我們可以發(fā)現(xiàn)如下的一些日常現(xiàn)象: 雨滴在空氣中下落,速度越來越快,所受空氣阻力也越來越大。
6、 當(dāng)阻力增加到與雨滴所受重力相等時(shí),二力平衡,雨滴開始勻速下落。
7、 跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中張開降落傘,憑借著降落傘較大的橫截面積取得較大的空氣阻力,得以比較緩慢地降落。
8、這些都是這個(gè)公式在生活中的應(yīng)用。
9、 明白了這以后,就不會(huì)認(rèn)為裝置的加速度是9.8m/s2了。
10、 3、一切物體都具有慣性。
11、在“高空墜蛋”整個(gè)裝置落地的一瞬間,裝置靜止,然而雞蛋由于慣性,還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng),造成與裝置擠壓、碰撞,容易損壞。
12、如何將雞蛋由于具有慣性而造成的影響降到最低,還需要我們進(jìn)一步分析解決。
13、 二、方案設(shè)計(jì): 在前面理論依據(jù)的支持下,又認(rèn)真分析了比賽規(guī)則,找到了問題的關(guān)鍵所在,現(xiàn)在可以制定可行性方案了。
14、 結(jié)合在同學(xué)們中的調(diào)查和全國各地舉行過類似比賽的方案來看,比較常見的、有一定可行性的方案有以下幾種: 降落傘型: 降落傘型,顧名思義,就是利用降落傘,增大空氣阻力,以使雞蛋連同整個(gè)裝置平穩(wěn)落地。
15、 這種方案最容易想到,因?yàn)樘鴤?、宇宙飛船減速,都運(yùn)用了這個(gè)方法,效果很好。
16、安全性極高,使整個(gè)裝置達(dá)到較小的速度即可勻速下落。
17、裝置的重量也不會(huì)很重。
18、唯一的缺點(diǎn)就是:受大氣擾動(dòng)影響太厲害,會(huì)使實(shí)驗(yàn)裝置飄忽不定,準(zhǔn)確性較差,往往不能落到指定位置,從而影響了比賽成績。
19、 2、外包裝型: 外包裝型,就是用較多的減震材料將雞蛋嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)地包裹起來。
20、比如泡沫、棉花、各種填充材料等。
21、通過這些材料的緩沖作用,達(dá)到保護(hù)雞蛋的目的。
22、 這種方案也較容易想到。
23、平常生活中用各種填充材料保護(hù)貴重用品的方法相信大家都見到過。
24、這的確是一個(gè)有效的方法。
25、這種方案由于受空氣阻力影響很小,所以準(zhǔn)確性較高。
26、由于所使用的材料都是密度極小的,所以可將整個(gè)裝置的重量降到最低。
27、但美中不足的是:整個(gè)裝置是自由下落狀態(tài),到達(dá)地面時(shí)的速度較大,因而對(duì)裝置的堅(jiān)固度和緩沖效果要求較高,安全性稍差一點(diǎn)。
28、 3、不倒翁型: 不倒翁型,就是使整個(gè)裝置像不倒翁一樣,把重心盡可能降低,使得裝置下落時(shí)能保持穩(wěn)定狀態(tài),確保始終讓一個(gè)面著地。
29、那么保護(hù)工作只需要在這一個(gè)面做好就行了,從而節(jié)省了材料。
30、 這種方案充分考慮到了上一種方案可能出現(xiàn)在空中翻滾現(xiàn)象,經(jīng)過改進(jìn)形成的。
31、其可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一種方案,材料更節(jié)省,準(zhǔn)確性更高。
32、美中不足的就是為了確保裝置的重心降低,勢必要在底部放上一個(gè)質(zhì)量較大的物體,這就大大加重整個(gè)裝置,將影響比賽成績。
33、 4、多面體型: 多面體型,就是把整個(gè)裝置制作成一個(gè)多面體,將雞蛋用結(jié)實(shí)的繩子固定在多面體的中央,使整個(gè)雞蛋懸空。
34、裝置落地后,不論哪個(gè)面著地,雞蛋都不會(huì)著地,雞蛋就完好無損了。
35、 這種方案無需額外的材料,只需要制作多面體的骨架和幾根線即可,用料極其節(jié)省,因而重量會(huì)大大降低。
36、因受空氣阻力較小,所以穩(wěn)定性較好。
37、但這種方案也有一個(gè)大的缺點(diǎn)就是多面體不易扎制,結(jié)實(shí)程度不高,落地后可能會(huì)散架,雞蛋也就岌岌可危了。
38、 5、雙氣球型: 雙氣球型,就是將雞蛋放在一個(gè)氣球中,充入一定量空氣,在外面再套一個(gè)氣球,充入適量空氣。
39、這樣兩層氣球之間就會(huì)形成一個(gè)氣墊,會(huì)使雞蛋免受地面的沖擊。
40、 這種方案所用材料應(yīng)該是所有方案中最省的,重量只是兩個(gè)氣球的重量,幾乎可以忽略不計(jì)。
41、但這種方案有一個(gè)致命的缺點(diǎn)就是兩層氣球之間有一塊是緊密接觸的,沒有氣墊的保護(hù),如果此面著地,一切都完了。
42、另外,由于重量太輕,受空氣擾動(dòng)影響,其穩(wěn)定性也不是很好。
43、 6、螺旋槳型: 螺旋槳型,就是在整個(gè)裝置上方安置一個(gè)螺旋槳,靠流動(dòng)的空氣推動(dòng)或遙控,使螺旋槳旋轉(zhuǎn)起來,以提高安全性和準(zhǔn)確度。
44、這極像直升飛機(jī)的飛行原理。
45、 這種方案因螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)而減小了裝置下落的速度,安全性更高。
46、如果是遙控,準(zhǔn)確性也會(huì)很高。
47、問題是如何保證螺旋槳始終朝上,螺旋槳一旦不朝上,準(zhǔn)確性將無從談起。
48、如何保證螺旋槳平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)也是一個(gè)問題。
49、 7、滑翔機(jī)型: 滑翔機(jī)型,顧名思義,就是將雞蛋懸掛在滑翔機(jī)下方,整個(gè)裝置就會(huì)在空氣中滑翔,最后會(huì)平穩(wěn)地降落。
50、 這種方案準(zhǔn)確性極差,降落地點(diǎn)不確定。
51、如果不限制落地點(diǎn)的話,這無疑是一個(gè)好方案,安全性較高。
52、在這種比賽規(guī)則下,不提倡這種方法。
53、 8、鹽水型: 鹽水型,就是配一個(gè)密度很大的氯化鈉溶液,讓雞蛋漂浮在上面,落地后鹽水就充當(dāng)了緩沖材料,保證雞蛋不破。
54、 這種方案新穎獨(dú)特,用鹽水作緩沖,安全性較高,受到空氣阻力影響很小,準(zhǔn)確性較高。
55、但裝置不易控制,如果裝置在空中翻滾,鹽水灑出,就起不到保護(hù)作用了,因此,一定要保證裝置重心要穩(wěn),并且盡可能降低。
56、這種裝置的重量問題也是不容忽視的,畢竟,鹽水的密度要比泡沫大得多。
57、 9、吸管組型: 吸管組型,用幾根吸管綁在一起做成吸管組,將幾組吸管組搭成金字塔形,將雞蛋夾在中間,用膠條固定。
58、吸管由于是中空的,可以起到緩沖作用。
59、 這種方案材料來源廣泛,重量輕,體積小,因而準(zhǔn)確性較好。
60、至于安全性嘛,可能要差一點(diǎn),吸管的緩沖作用畢竟有限。
61、 10、綜合型: 綜合型,就是將幾種保護(hù)措施結(jié)合起來使用,造出的裝置也是五花八門。
62、 綜合型裝置的安全性肯定會(huì)大大提高,這是毫無疑問的。
63、準(zhǔn)確性很難說究竟是提高了還是降低了。
64、不過有一點(diǎn)可以確定,那就是裝置的總重量大大增加,可能會(huì)影響比賽成績。
65、 … … 上面大體介紹了十種方案。
66、其實(shí)還有很多方案,就不一一列舉了。
67、不難看出,這十種方案各有利弊,很難找出一個(gè)十全十美的方案。
68、而且,各種方案的偶然性較大。
69、以上僅是從理論層面對(duì)各種方案進(jìn)行了分析,實(shí)際操作中會(huì)有各種意想不到的事情發(fā)生。
70、 三、實(shí)踐檢驗(yàn): (一)、外界影響分析: 受當(dāng)時(shí)天氣狀況、場地情況、裝置制作情況、雞蛋的大小和形狀等,都會(huì)對(duì)比賽結(jié)果產(chǎn)生一定影響。
71、 天氣狀況的影響: 天氣狀況對(duì)這種比賽的影響可以說是非常大的。
72、主要影響是風(fēng)力的大小。
73、理想的天氣狀況應(yīng)該是幾乎沒有風(fēng),這樣才能保證一些需要借助空氣阻力來減速的裝置能夠平穩(wěn)降落。
74、如果風(fēng)太大,那么降落傘型、螺旋槳型、雙氣球型等類型的實(shí)驗(yàn)裝置就會(huì)在風(fēng)中搖擺不定,準(zhǔn)確性會(huì)很差,安全性也會(huì)大大降低。
75、 2、場地情況的影響: 場地情況的好壞直接影響了比賽成績。
76、這里的場地場地主要是指裝置落地的場地。
77、理想的場地應(yīng)該平坦、松軟,這樣會(huì)大大增加成功的幾率。
78、遺憾的是這次比賽場地是大理石地面,平坦尚還可以,但是堅(jiān)硬無比,這無疑是對(duì)裝置的一次嚴(yán)酷的考驗(yàn)。
79、這就要求我們的裝置一定要結(jié)實(shí),緩沖效果要好。
80、 3、裝置制作情況的影響: 裝置制作的好壞具有很大的不確定性。
81、試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)成功并不代表著在正式比賽中會(huì)成功。
82、因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)整個(gè)裝置從十幾米高的地方落下,會(huì)造成裝置整體或局部的損壞,如果再用試驗(yàn)過的裝置去比賽,這些損壞造成的影響便會(huì)顯現(xiàn)出來。
83、會(huì)讓認(rèn)為安全可靠的裝置出現(xiàn)意外情況。
84、如果再制作一個(gè)新的裝置,即使原理跟試驗(yàn)時(shí)的裝置一模一樣也無法保證制作得和試驗(yàn)時(shí)的裝置沒有差別,問題往往就出現(xiàn)在這細(xì)小的差別上。
85、 4、雞蛋的大小和形狀的影響: 也許你會(huì)問:雞蛋的大小和形狀還對(duì)試驗(yàn)效果有影響嗎?回答是肯定的。
86、經(jīng)請(qǐng)教物理老師宋老師后得知:雞蛋越小越不容易破。
87、對(duì)此你可能會(huì)不理解,其實(shí)我也不明白。
88、宋老師給了一個(gè)恰當(dāng)?shù)氖吕簩⒋笮〔坏鹊囊豢痣u蛋晃幾晃,你會(huì)發(fā)現(xiàn):大的雞蛋先破,小的雞蛋后破。
89、由此可以得知:小的雞蛋更結(jié)實(shí)一點(diǎn)。
90、如果拿兩個(gè)蛋殼厚薄不同不一樣的雞蛋相碰,一定是蛋殼薄的雞蛋先破。
91、由此可以得知:蛋殼厚的雞蛋更結(jié)實(shí)一點(diǎn)。
92、另外,形狀規(guī)則的雞蛋由于受力均勻,會(huì)比不規(guī)則的雞蛋結(jié)實(shí)。
93、因此,所用雞蛋太長、太圓、太扁或鼓出一塊、凹下一塊都不行。
94、 如果比賽規(guī)則允許自帶雞蛋的話,一定要注意以上內(nèi)容。
95、如果不讓自帶雞蛋,只好聽天由命了。
本文分享完畢,希望對(duì)大家有所幫助。
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