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科学有魅力!天宫课堂里的实验 你想复习一遍吗

发布时间:2021-12-13 01:49:44

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  科学有魅力!太空“网课”再开讲   天宫讲堂里的尝试   你想温习一遍吗   12月9日,同窗们迎来了等候已久的太空讲课。神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行太空讲课。时隔8年,大师有幸再一次看到航天员的太空“网课”,体验到科学的无穷魅力。   在此次的太空课中,王亚平再现了经典排场:永久扭转的陀螺和漂在空中的水球。固然,我们也看到了更多的奇异画面:乒乓球在水中的浮力消逝,纸花在水球概况绽放,泡腾片在水球中发生年夜量的气泡……   那末,这些太空中的尝试现象背后都是甚么科学道理呢?本期我们约请杭二中物理教员王恺来为大师解读。   太空回身,为啥转不外来   在“天宫讲堂”上,航天员叶光富在太空中表演了若何行走,但在回身时却怎样都转不外来,这让良多同窗捧腹年夜笑。   大师必定很疑惑,日常平凡在地面上很是轻易的走路和回身,为什么到了太空里居然那末艰巨?特别是回身的动作,叶光富“掉败”了好几回,并且每次他改变上身,下身就会不由自立往另外一个标的目的扭曩昔,这又是为什么?   王恺说,我们在地球上之所以能轻松进步和回身,是由于地面有磨擦力。而掉重状况下飘浮在空中的航天员没有了磨擦力的帮忙,动弹身体天然就变得很坚苦。由于此时,航天员的角动量守恒,所以当上半身向左动弹,下半身就会向右转。   不外,航天员可以经由过程动弹手臂使身体动弹,这是由于整体的角动量守恒。   在我们的糊口中,角动量守恒也有良多表现。   好比,大师是不是留意过,一架通俗的单旋翼直升机的尾部,都有一个侧向扭转的螺旋桨。假如没有这个螺旋桨,主机翼高速动弹就犹如航天员动弹的手臂,会使得直升机主体反标的目的动弹。而尾翼螺旋桨则可以对直升机发生等年夜反向的感化,从而连结直升机具有不变的飞翔姿态。   乒乓球为什么逃不出“水心”   在我们糊口的地球上,一只乒乓球放入水中会很天然地浮起来。假如同窗们会泅水,在水中也能较着感受到水给我们身体的浮力。   可是,液体浮力在太空中却消逝了。此次太空课里,王亚平给我们演示了乒乓球像一个蛋黄一样恬静地呆在水里,完全不会浮起来。   为何太空里没有浮力了呢?本来,处在液体中的物体所受浮力的来历是上下概况的压力差。液体深度越年夜,压力就越年夜,它的底子缘由是液体遭到重力感化。下部的液体需要给上部液体供给撑持力,才能均衡上部液体的重力。   既然浮力发生的缘由就是由于有重力,那末在太空中,处于掉重状况下的液体天然就没有浮力了。   水膜是怎样让纸花绽放的   在“天宫讲堂”上,王亚平还用一朵女儿做的纸花,给大师展现了奇异的水膜张力——纸花在水球的概况绽放了!   液体味有减小概况积的偏向,这类感化力被称为“概况张力”。在掉重情况下,概况张力可以保持液体的外形,不会散开,而且趋势于球形。这是由于,不异的体积下,球体概况积是最小的。   所以,在王亚平做的尝试中,谁人还没有构成正球体的水泡逐步变得愈来愈圆。当我们把一朵纸花贴在水面上, 它就跟着兴起来的水球渐渐“绽放”了。   在糊口中也能够在一种叫“超疏水”的概况上察看到球形的水滴。   好比,荷叶概况就是超疏水概况。荷叶能“出淤泥而不染”,恰是由于它概况非凡的材质使得水滴在上面接近球形,而且很轻易滚落。还有一种能在水上快速移动的小虫,叫水黾,它们能“水上飘”,也是操纵液体的概况张力。   透过水球,人怎样就倒过来了   水球在掉重情况下因为概况张力的感化连结形态,而且因为其折射率和空气分歧,从而使得光线在穿过时发生折射,构成会聚结果,这就构成了一个凸面镜。   两倍焦距之外的物体在穿过凸面镜后看来就显现倒立的像,所以我们可以看到,王亚和蔼叶光富之间的谁人水球,会让眼中的彼此显现一正一倒的视觉结果。   其实,我们可以在地面上用透明的水瓶装满水摹拟这个尝试:在必然距离外,透过水瓶所看到的世界是倒置的。   在水球中注入空气球构成“两重人像”的尝试有很高的操作难度。因为掉重,空气球不会由于遭到浮力而移动。在注入空气球后,因为空气球的半径更小,水球的半径更年夜。若透过水球中的空气球察看物体,空气球前后的水相当于构成了两片凹面镜,使得光线穿过时发散,从而可以察看到正立、缩小的物体。在必然距离外,透过近视眼镜片也能够察看到近似的现象。   泡腾片的泡泡居然没“乱跑”   泡腾片是糊口中常见的物品,同窗们可以或许很轻易本身展开尝试。此次太空尝试中,泡腾片在水中消融后产生化学反映发生二氧化碳气泡,但因为掉重,年夜部门的气泡逗留在液体球中,只有少少部门的吝啬泡因为速度较快离开水球,而且释放出喷鼻味。   看完这堂“网课”的直播后,记者还收到了两位同窗提出的问题:在无重力的环境下,泡腾片扔进水里会不会又本身漂出来了?在无年夜气压强的情况中,泡腾片的气泡还会升上水面分裂吗?   对此,王恺教员说,泡腾片扔进水里在初速度不快的环境下是不会漂出来的,这也是液体概况张力的成果,“可以看到视频中装在杯子里的水不会散获得处都是,也是这个缘由。”   由于在没有重力的环境下,泡腾片的气泡不会升上水面;可是假如没有年夜气压强,处于真空状况,水会直接沸腾酿成水蒸气,“液体的沸点是和蔼压有关的,气压越低,沸点越低。这就是为何高原地域很难煮熟饭,有时需要利用高压锅来烹调。”   在看“天宫讲堂”时,同窗们可能留意到了,空间站里的航天员们看上去都“圆润”了很多,这是为何?本来,掉重情况会致使航天员的血液散布和地面分歧,下肢的血液上涌,就像是倒立时一样。所以,航天员就会显得“圆润”了些。   记者 郑琳 【编纂:黄钰涵】

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