作者alenbe (肝纤维闯红灯)
看板ask-why
标题[请益] 跳跃的旋转螺帽～
时间Fri Jan 7 14:48:28 2011
※ [本文转录自 Physics 看板 #1D8PHEWh ]
作者: alenbe (肝纤维闯红灯) 看板: Physics
标题: [请益] 跳跃的旋转螺帽～
时间: Mon Jan 3 17:18:04 2011
今天在学校发现一个好玩的实验
跟各位分享～
找一根金属棒，和一个大螺帽(内径大於金属棒)
将螺帽套在金属棒上，用手拨动使其旋转
一般科普书中介绍的现象是，螺帽在下落的过程中会越转越快
这是因为重力与摩擦力造成的力矩，使螺帽转速增加
但我今天发现，在下落时不只转速会变快
甚至还会小幅的往上跳跃好几次 @@"
超好玩的！(我玩了一个下午... = =")
不过我测试过各种可以在上面转的东西
(各种大小形状螺帽、宝特瓶盖、螺片、光碟、戒指、纸筒、塑胶垫片...)
金属棒也换过不同粗细长短，来比较效果差异...
结果就只有这一种螺帽搭配这支金属棒会有爬升的现象！
影片：
http://www.wretch.cc/video/alenbehp1000&func=single&vid=6721362&o=time_d&p=0
螺帽近拍：
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_IMG_2385.JPG
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_IMG_2384.JPG
这个螺帽比较特别一点的是
两面不对称，一边的内径较小，一边较大
而且值得一提的是
只有其中一边可以旋转成功(上内径＜下内径时)，用另一边则会直接滑落？
此外，我也确认过金属棒上的爬升点位置并不固定
所以排除了局部摩擦力不均匀的原因...
请教各位前辈～
螺帽在下落过程的爬升跳跃现象
该如何解释较合理呢？？
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 163.27.14.60
1F：→ SmArTyau:那个金属棒好像不是固定的? 如果固定住会怎样? 01/03 17:50
2F：→ alenbe:如果金属棒底部抵住桌面固定，只会看到明显的转速增加，并 01/03 18:26
3F：→ alenbe:不会看到跳跃的现象，我觉得跳跃比较特别，所以才拍影片 :) 01/03 18:27
4F：推 a80481ivan:赞喔!下面金属棒是不是也在震荡?? 01/03 23:01
5F：→ a80481ivan:会是震荡给螺帽一个向上弹的力吗? 01/03 23:01
6F：推 ntust661:其实这与螺帽的螺纹旋向有关 01/03 23:16
7F：→ a80481ivan:?怎麽说?? 01/03 23:21
8F：推 ntust661:你可以尝试转别的方向，他会更快掉下去 01/04 00:35
9F：推 a80481ivan:原PO大 快试快试快试~~~~ 01/04 01:04
10F：→ alenbe:早上一来学校就逆转看看...实验结束，还是会往上爬喔！@@" 01/04 07:36
11F：→ alenbe:所以也排除了螺纹方向的因素，正转逆转都会跳跃爬升 :P 01/04 07:39
12F：→ a80481ivan:振动勒? 01/04 11:01
13F：推 ntust661:问一下，你的金属棒是平滑的吗? 01/04 18:19
14F：→ ntust661:还是上面有特殊的纹路呢? 01/04 18:19
15F：→ a80481ivan:应该是光滑的 01/04 22:29
16F：→ alenbe:是没有纹路的金属棒，但也不是光滑，因为试过太光滑的棒子 01/04 22:55
17F：→ alenbe:摩擦力太小的话，金属环就会直接滑落，根本不会加速 @@" 01/04 22:56
18F：→ alenbe:那根棒子是从水波槽实验上拆来的，原品应该是光滑的，但是 01/04 22:57
19F：→ alenbe:因为实验时会在上面夹东西，所以有一些细微的刮痕，但我觉 01/04 22:58
20F：→ alenbe:的细纹的存在与跳跃点没有相关性，所以就没有往那方面想... 01/04 22:59
21F：推 bensou:印象中是跟电磁铁类似的有关.详细就忘记了 01/05 22:45
22F：→ bensou:有人用铝棒套入一个大小相若的环..忘记甚麽实验了QQ 01/05 22:46
23F：→ alenbe:我觉得这个实验主要是力学现象，因为今天用宝特瓶盖也做出 01/05 23:37
24F：→ alenbe:完全一样的结果，宝特瓶盖是塑胶做的，所以应该与电磁力无 01/05 23:38
25F：→ alenbe:关，改天有空再拍塑胶瓶盖的影片给各位看～ 01/05 23:39
26F：推 ntust661:请问往上跳跃的时候有反转吗? 01/07 00:04
27F：推 waddler:1.不太懂重力跟摩擦力怎麽让转速增加 可否说明一下? 01/07 03:11
28F：→ waddler:2.我感觉这个系统类似耦合震荡 不是很好解 01/07 03:14
29F：→ alenbe:往上跳跃时，不会反转，但是会变慢一点点，转动动能→位能 01/07 11:07
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◆ From: 163.27.14.60
30F：推 eliec:好有趣的螺帽~~ 01/07 14:59
31F：推 nidor:金属棒震动的节点？ 01/07 15:17
32F：推 H45:就...一定有个往上的力会使螺帽往上跑，阿什麽会产生往上的力? 01/07 22:19
33F：→ H45:显然是...局部的反作用力罗？我的猜想是螺帽肯定是撞到了什麽 01/07 22:20
34F：推 gamer:满有趣的，如果能借台高速摄影机拍应该可以看出行为 01/08 04:45
35F：→ xiaoa:重力 -> 动能 -> 旋转+螺纹+中心铁条=反作用 -> 反向动能 01/08 19:12