『壹』 掃帚為什麼能立起來這其中有什麼科學道理
下面,我們就從力學的角度來討論力學原理。
對於地球上的物體,如掃帚,它們的質量是恆定的。因此,影響因素是m和R.地球本身的質量不變,唯一可能的影響是其他天體的引力,比如太陽和月亮。而掃帚不到1kg,掃帚到太陽或月亮的距離是108000英里,所以它們的影響可以忽略不計。簡單來說,地球上物體的引力是由地球本身支配的。這其實排除了公轉對引力的影響。
另外,地球其實是一個不規則體,地球上每個點的半徑r其實是不一樣的。因此,根據萬有引力公式,同一物體在每一點的引力值都會不同。而地球的平均半徑為6371km,地表的起伏對最終重力值影響不大。至此,我們可以判斷2月11日地球引力完全沒有特殊性。
3.平衡和穩定
既然地球引力沒什麼特別的,也就是說,你其實隨時都可以架起掃帚。所以,我不禁要問,掃把是怎麼站起來的?在分析這個掃帚之前,我們先簡單介紹一下基本力學原理。上圖是“平衡”的技術。有一群人對平衡非常敏感,可以根據奇怪的角度堆疊物體。看似不可能,其實符合力學原理。
所謂平衡,其實不僅僅是物體的合力等於零,它只是條件之一。另一個合成力矩等於零,這也是必須滿足的條件。我們通常說物體平衡時,只說兩個力平衡,這是不準確的。
平衡可以分為三種情況,如上圖。顯然第一個球不穩定,會掉下來。而第二個球是穩定的,總是回到原來的位置。第三個球到處都是平衡的。上面顯示的平衡技術和垂直掃帚是不穩定的平衡。
4.平掃帚分析
正如其他人所說,掃帚能夠直立的一個直觀原因是它的重力作用線穿過接觸面。但這只是經驗總結,遠不是一個很深的力學理論。
掃帚豎起後,受力如上圖。很簡單,只是重力和地面支撐。在這兩個力的作用下,掃帚的合力和力矩都為零,所以可以保持平衡狀態。
上圖藍色是掃帚和地面的接觸面,裡面的叉子是重力的作用線。只有當重力作用線位於接觸面時,地面向上的支撐力才能形成一對相互抵消的力矩。如果重力作用線在外面,地面上向上的力形成的力矩缺少另一個力矩來平衡。這是掃帚不能失靈的機械原理。
因此,掃帚的重心非常重要。掃把由掃把頭和掃把桿組成,其中掃把頭質量較重。所以站起來之後,整個重心更靠近掃把頭。正好滿足重力作用線通過接觸面的要求。
了解了原理之後,我們再來分析掃把頭。因為掃帚頭畢竟比較軟,不能直觀的支撐直立的掃帚。普通掃帚頭是毛毛-shaped塑料製成的。雖然很薄,但也有一定的剛性,這樣就可以用一定的刮力清洗。掃帚頭毛毛上的力如上所示。這種略微擴大的毛毛實際上略微增加了接觸面積,這更有利於平衡。因此,只要掃帚頭的毛毛整體向外擴張,而不是凹陷,那麼掃帚就可以很容易地豎立起來。
5.摘要
2月11日掃帚的引力和其他日期一模一樣,沒有任何特殊性。
平衡的原因是掃帚能站起來(合力和力矩都為零)。
為了實現掃帚的平衡,掃帚頭的毛毛必須是直立的或向外延伸的,而不是凹形的。
『貳』 笤帚為什麼能豎起來物理問題
笤帚能豎起來的原因是找到了平衡點,與引力無關。近日NASA立掃把挑戰的話題火爆。據說原因是美國宇航局NASA曾說過這一天地球引力最小,所以掃帚能夠站起來。然而真相是,NASA沒說過今天地球的重力有何特別之處。掃帚能立起來與今天的引力無關,每天都可以立,只要你找到平衡!
科普一下:任何東西倒下,原因都是重心沒有支撐.只要重心有支撐,一切問題就迎刃而解。所以,所謂的掃帚挑戰,其實只是考驗你尋找重心的能力和耐心,和NASA可沒有一丁點兒的關系。
『叄』 掃把能立起來的物理原理是什麼,一道物理題
掃把能立起來的物理原理是:掃帚能夠穩定站立,主要因為力學中的受力平衡,只要掃帚所受的合外力為0,掃帚就可以保持原有運動狀態不變。
物理中的受力平衡包括三種:
1、穩定平衡。受到擾動後依舊能回到原來的平衡位置。
2、不穩定平衡。受到擾動後,系統會放大這種擾動,從而加速偏離平衡位置。
3、隨遇平衡。隨遇而安,哪個位置都可平衡。
(3)掃帚豎起來擴展閱讀
掃把立起來的方法:
我們小心把掃帚橫放、豎放,耐心尋找就能找到它的重心,通常它位於掃帚的底部。加上如果掃帚是新的,掃帚毛又直又硬,與地面的接觸面積就更大了,更容易找到掃帚的重心和支點。因此所謂的掃帚挑戰,其實只是考驗你尋找重心的能力和耐心。
『肆』 掃帚是如何不靠牆自己站立的,是什麼原理
是因為掃帚的重心如果集中在底部,那麼它就能夠不靠牆自己站立。前一陣子朋友圈紛紛被一個消息刷屏,說是美國航空局傳聞,在7月的某一天,由於地球重力的原因,掃帚將會在這一天能夠自己站立,很多人在朋友圈曬圖,這是真的。其實如果你在日常生活中嘗試過將掃帚站立,你就會發現這其實是一個戲耍人的消息,因為掃帚在哪一天都是可以站立的。
雖然知道了掃帚可以肆以善烈,但是日常生活中又不會有人真的將掃帚獨立放立在某個角落,都是將它靠在牆邊,畢竟,雖然掃帚能夠獨立站立,但人經過時或是一跺腳難免它又會倒下來,所以說我們平時都是將掃帚靠立在牆上的。在生活中我們要多留心觀察一些視為平常的現象,如果能多做一些實驗,那麼我們就不會被朋友圈這種假消息騙到,最重要的是有自己的主見,並能夠靜下心來思考現象背後的本質。