[請益] 跳躍的旋轉螺帽~

看板ask-why (知識奧秘)作者 (肝纖維闖紅燈)時間15年前 (2011/01/07 14:48), 編輯推噓4(402)
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※ [本文轉錄自 Physics 看板 #1D8PHEWh ] 作者: alenbe (肝纖維闖紅燈) 看板: Physics 標題: [請益] 跳躍的旋轉螺帽~ 時間: Mon Jan 3 17:18:04 2011 今天在學校發現一個好玩的實驗 跟各位分享~ 找一根金屬棒,和一個大螺帽(內徑大於金屬棒) 將螺帽套在金屬棒上,用手撥動使其旋轉 一般科普書中介紹的現象是,螺帽在下落的過程中會越轉越快 這是因為重力與摩擦力造成的力矩,使螺帽轉速增加 但我今天發現,在下落時不只轉速會變快 甚至還會小幅的往上跳躍好幾次 @@" 超好玩的!(我玩了一個下午... = =") 不過我測試過各種可以在上面轉的東西 (各種大小形狀螺帽、寶特瓶蓋、螺片、光碟、戒指、紙筒、塑膠墊片...) 金屬棒也換過不同粗細長短,來比較效果差異... 結果就只有這一種螺帽搭配這支金屬棒會有爬升的現象! 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
這個螺帽比較特別一點的是 兩面不對稱,一邊的內徑較小,一邊較大 而且值得一提的是 只有其中一邊可以旋轉成功(上內徑<下內徑時),用另一邊則會直接滑落? 此外,我也確認過金屬棒上的爬升點位置並不固定 所以排除了局部摩擦力不均勻的原因... 請教各位前輩~ 螺帽在下落過程的爬升跳躍現象 該如何解釋較合理呢?? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 163.27.14.60

01/03 17:50,
那個金屬棒好像不是固定的? 如果固定住會怎樣?
01/03 17:50

01/03 18:26,
如果金屬棒底部抵住桌面固定,只會看到明顯的轉速增加,並
01/03 18:26

01/03 18:27,
不會看到跳躍的現象,我覺得跳躍比較特別,所以才拍影片 :)
01/03 18:27

01/03 23:01,
讚喔!下面金屬棒是不是也在震盪??
01/03 23:01

01/03 23:01,
會是震盪給螺帽一個向上彈的力嗎?
01/03 23:01

01/03 23:16,
其實這與螺帽的螺紋旋向有關
01/03 23:16

01/03 23:21,
?怎麼說??
01/03 23:21

01/04 00:35,
你可以嘗試轉別的方向,他會更快掉下去
01/04 00:35

01/04 01:04,
原PO大 快試快試快試~~~~
01/04 01:04

01/04 07:36,
早上一來學校就逆轉看看...實驗結束,還是會往上爬喔!@@"
01/04 07:36

01/04 07:39,
所以也排除了螺紋方向的因素,正轉逆轉都會跳躍爬升 :P
01/04 07:39

01/04 11:01,
振動勒?
01/04 11:01

01/04 18:19,
問一下,你的金屬棒是平滑的嗎?
01/04 18:19

01/04 18:19,
還是上面有特殊的紋路呢?
01/04 18:19

01/04 22:29,
應該是光滑的
01/04 22:29

01/04 22:55,
是沒有紋路的金屬棒,但也不是光滑,因為試過太光滑的棒子
01/04 22:55

01/04 22:56,
摩擦力太小的話,金屬環就會直接滑落,根本不會加速 @@"
01/04 22:56

01/04 22:57,
那根棒子是從水波槽實驗上拆來的,原品應該是光滑的,但是
01/04 22:57

01/04 22:58,
因為實驗時會在上面夾東西,所以有一些細微的刮痕,但我覺
01/04 22:58

01/04 22:59,
的細紋的存在與跳躍點沒有相關性,所以就沒有往那方面想...
01/04 22:59

01/05 22:45,
印象中是跟電磁鐵類似的有關.詳細就忘記了
01/05 22:45

01/05 22:46,
有人用鋁棒套入一個大小相若的環..忘記甚麼實驗了QQ
01/05 22:46

01/05 23:37,
我覺得這個實驗主要是力學現象,因為今天用寶特瓶蓋也做出
01/05 23:37

01/05 23:38,
完全一樣的結果,寶特瓶蓋是塑膠做的,所以應該與電磁力無
01/05 23:38

01/05 23:39,
關,改天有空再拍塑膠瓶蓋的影片給各位看~
01/05 23:39

01/07 00:04,
請問往上跳躍的時候有反轉嗎?
01/07 00:04

01/07 03:11,
1.不太懂重力跟摩擦力怎麼讓轉速增加 可否說明一下?
01/07 03:11

01/07 03:14,
2.我感覺這個系統類似耦合震盪 不是很好解
01/07 03:14

01/07 11:07,
往上跳躍時,不會反轉,但是會變慢一點點,轉動動能→位能
01/07 11:07
-- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 163.27.14.60

01/07 14:59, , 1F
好有趣的螺帽~~
01/07 14:59, 1F

01/07 15:17, , 2F
金屬棒震動的節點?
01/07 15:17, 2F

01/07 22:19, , 3F
就...一定有個往上的力會使螺帽往上跑,阿什麼會產生往上的力?
01/07 22:19, 3F

01/07 22:20, , 4F
顯然是...局部的反作用力囉?我的猜想是螺帽肯定是撞到了什麼
01/07 22:20, 4F

01/08 04:45, , 5F
滿有趣的,如果能借台高速攝影機拍應該可以看出行為
01/08 04:45, 5F

01/08 19:12, , 6F
重力 -> 動能 -> 旋轉+螺紋+中心鐵條=反作用 -> 反向動能
01/08 19:12, 6F
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