旋转的力量

二零零八年九月七日

成分

网球 一个网球 一根管子 某种管子
塑料袋 一个塑料袋 一些重量 一些重约1公斤的东西。
字符串 一些字符串

指令

把网球放在一个塑料袋里,用几个结把松散的袋子绑起来,以吸收多余的塑料,这样它就不会像降落伞一样起作用。

做一根管子,绳子可以很容易地穿过。你可以用笔管或南瓜瓶的顶部。

把绳子穿过管子,绑在另一个塑料袋上。所以整个排列比你的身高长一点。

把重物放在第二个袋子里。

现在拿着管子,用它在你的头上挥动球。

重量会发生什么变化?

试着给第二个袋子增加或减少重量,看看它对球有什么影响。

结果

你会发现网球可以举起更重的东西。你加的重量越多,球就得跑得越快,球离管子越近,它就得旋转得越快来支撑重量。

大约有1公斤重 大约有2公斤重

解释

艾萨克·牛顿指出,所有物体都会沿直线运动,除非你对它们施加一个力,这就是网球的情况,你能让它绕过拐角的唯一方法就是对它侧面施加一个力。

物体会沿直线运动 在曲线中
如果不施加力,物体将沿直线运动。 让一个移动的物体转弯的唯一方法就是对它施加一个力。

当你在头上旋转网球时,绳子会迫使球绕圈运动,这会拉伸绳子,使它处于张力之下。这种张力会把重物提起来。

旋转球
绳子对球施加了一个力,使它绕圈运动,这个力使绳子绷紧,这个张力使重物抬起。

网球运动得越快,你需要给它施加的力就越大,所以如果你试着让网球加速,它需要的力比重量所能提供的要大,网球就会举起重量。这意味着网球在一个更大的圆圈中运动,因此它需要更少的力来转一个不那么尖锐的角,并再次达到平衡。这也意味着,如果你增加更多的重量,球必须更快地抬起它。

那么什么是离心力呢?

如果某物被固定在一个旋转的物体上,然后它被释放,它现在可以继续做直线运动。例如,想象你站在操场的环岛上,手里拿着一个球。如果你放开球,它就会远离你。

但从你的角度来看,站在旋转的物体上,你释放的球看起来会向外加速,就好像它被一个力推着一样。虽然这个物体它实际上是在直线上运动你是沿着曲线运动的,所以你加速远离它,给人一种它加速远离你的感觉。

有时候,我们更容易想象一个有离心力和核心力的世界(另一种来自旋转的伪力,它驱使风和波朝着与地球自转相反的方向运动),而不是所有的东西都在运动。它们被称为“伪力”,因为它们是你看待问题的方式的结果。

站在环形交叉路口外 站在环岛上
如果你看一个球被释放在一个回旋处,而站在外面的球将继续在一条直线。 如果你站在环岛上,它看起来像球是向外移动,由于离心力。

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