錐體上滾?是一種利用重心運(yùn)動(dòng)原理的物理實(shí)驗(yàn),通過雙錐體和特殊設(shè)計(jì)的軌道制造視覺上的“反重力”效果,實(shí)際錐體重心始終在降低。
實(shí)驗(yàn)原理
錐體上滾的核心原理是?重心運(yùn)動(dòng)?。實(shí)驗(yàn)裝置由雙錐體和V形傾斜軌道組成,軌道低端間距窄、高端間距寬。當(dāng)錐體位于低端時(shí),軌道支撐點(diǎn)靠近錐體中心,導(dǎo)致重心較高;隨著錐體向高端滾動(dòng),支撐點(diǎn)外移,重心逐漸降低。雖然視覺上錐體“上滾”,但實(shí)際其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,符合能量最低原理。??
關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征
?1.雙錐體設(shè)計(jì)?:中間粗、兩端細(xì)的對(duì)稱形狀,確保重心位于幾何中心。
?2.V形軌道?:低端間距小,錐體重心被抬升;高端間距大,錐體重心自然下降。??
?3.軌道傾角?:需滿足數(shù)學(xué)關(guān)系tan?α<tan?β/2*tan?γ(α為坡度角,β為錐頂角,γ為導(dǎo)軌夾角),否則錐體無法上滾。??
實(shí)驗(yàn)步驟
1.將雙錐體輕放于軌道低端(窄間距處);
2.松開后觀察錐體沿軌道向高端滾動(dòng);
3.測量或計(jì)算可驗(yàn)證重心下降過程。??
(視頻制作:寧夏科技館)