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翻身陀螺与摩擦力效应
热度 2 刘延柱 2020-11-11 19:48
两位物理学大师波尔(Bohr,N.)和泡利(Pauli,W.)弯着腰被地上滚动的小陀螺吸引住了,他们全神贯注地观察这个旋转中的带短柄小球体突然翻身,短柄触地继续旋转的奇特现象(图1)。这张照片摄于1954年的5月,地点是瑞典Lund大学的物理研究所。照片中的这个称作Tip-top的小玩具曾引起物理学界的巨大兴趣。早在1 ...
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抽陀螺与刚体的规则进动
热度 1 刘延柱 2020-11-5 19:50
旋转不停的陀螺可算是最古老也是最普及的民间玩具了(图1)。山西夏县西阴村出土的属于仰韶文化的陶制陀螺,以及江苏常州 圩 墩遗址出土的陀螺,它们的历史少说也有五千年了。 关于陀螺最早的文字记载 为 宋朝宫廷内流行的称为 “千千” 的陀螺玩具。前文提到的《帝京景物略》中除叙述 “杨柳儿活,抽陀螺” 的京城民 ...
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抖空竹与欧拉方程
刘延柱 2020-11-1 10:07
抖空竹,江南也称扯铃,是我国民间的传统游戏杂耍活动,相传已有上千年历史。 明末刘侗、于弈正合撰的 描写北京民间风俗的《帝京景物略》中就有 “ 杨柳儿青,放空钟;杨柳儿活,抽陀螺;杨柳儿死,踢毽子。 ” 空钟就是空竹。清代记载空竹的文献尤多, 梁溪坐观老人著 《清代野记》中对空竹的构造有详细的说明: ...
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踢毽子、羽毛球和射箭
刘延柱 2020-10-27 08:47
踢毽子是我国民间的传统体育游戏活动(图1)。 根据汉代画像砖上的踢毽子形象,踢毽子的起源应比汉代更早, 至少已有两千多年的历史了。在南北朝和隋唐时期 踢毽子 已十分盛行,已有各种 高超技巧 。宋代高承编撰的《事物纪原》记载: “今时小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,呼为鞬子,三五成群走踢,有里外廉、拖枪、耸 ...
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天平、杆秤和天平动
刘延柱 2020-10-23 09:12
天平是一种 衡器。 从力学观点分析, 天平又是一种 特殊的复摆(图1)。特殊性在于:天平的横梁不是在垂直轴附近,而是在水平轴附近摆动。天平的历史很悠久。据考证, 早在我国春秋晚期就已出现以竹片为横梁,丝线为提纽的天平。也有资料证明,埃及人在公元前 1500多年已经会使用天平。天平在18世纪的 ...
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会下楼的软弹簧
热度 2 刘延柱 2020-10-19 20:11
在二战结束的1945年,美国一位名叫詹姆斯 (James, R.T.) 的海军工程师在做试验时,不留心将一根拉紧的软弹簧掉在了地上。他惊奇地发现,这根弹簧竟会不停地翻跟斗从一个台阶翻到下一个台阶。他将弹簧带回家试了多次,突发灵感,何不将这弹簧做成一个有趣的玩具。 新玩具被 他的妻子命名为 slinky,这个出自瑞典文的名词 ...
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葡萄藤与捻绳子
热度 4 刘延柱 2020-10-17 14:43
不少植物的茎具有强大的攀附能力。比如葡萄、黄瓜、扁豆、牵牛花和长青藤。这些植物的细长而柔软的茎随风摇摆,一旦它的枝梢遇到一个可以作为支撑物的物体,像树枝、花架或墙壁,就会紧紧地抓住,然后从柔顺的直线形态转变成坚韧的螺旋形态,成为一只天然的螺圈弹簧,以抵抗强风的袭击。更为有趣的是,所形成的 ...
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太空中的单摆
刘延柱 2020-10-16 10:31
2013年6月20日,正在太空中翱翔的天宫一号实验室第一次给全国中小学生上了有趣的一堂课。学生们通过电视看到,航天员王亚平演示的单摆在太空中只能绕支点旋转却不能来回摆动(图1)。试想在空间站的失重环境里,所有物体都漂浮在空中,没有往回拉的重力单摆自然摆不起来。不过再认真做些思考,太空中的单摆也并非完全不能 ...
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拉面条的启示
热度 2 刘延柱 2020-10-15 11:18
一位膀圆力大的小伙子捧起一大团软面,手握面团两端,两臂用力向外抻拉,然后两头对折,反复抻拉,如此数次,一捧又细又长的面条魔术般地出现在拉面师傅手上(图 1 )。看罢这精彩的拉面表演,不妨思索一个有趣的问题。 图 1 拉面条 设想面团里的同一位置有两 ...
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地球停转能使月球靠近地球吗?
热度 1 刘延柱 2020-10-14 09:42
前NASA成员,美国最火科普专栏作者,兰道尔. 门罗(Randall Munroe)的网络科普文集《What is? Serious scientific answers to absurd hypothetical questions》已有中译本《那些古怪又让人忧心的问题》。这本异想天开的著作能使读者在轻松愉快的气氛中获得天文、生物、物理、化学等多门学科的科学知识。是一本视点独 ...
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