超简单!教你实现“水の悬浮术”!| 正经玩

原创:中科院物理所

WINGARDIUM LEVIOSA!

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哈利波特中的悬浮术相信大家都不陌生

今天

我们就来教教大家水の悬浮术”

实验器材

气球、打气筒、线、色素(可选)、水杯(可选)

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实验过程

第一步:

在水中加入色素,搅拌均匀。色素可以选择颜色深一点的,这样后面实验现象可以看得更清楚哦~

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第二步:

用吸管或者其他方法在气球中灌入一部分的水。

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第三步:

用打气筒给气球打气,最后将气球扎紧。

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第四步:

用线拴住气球的尾部,确保悬吊起来气球不会脱落。

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第五步:

用手拍打气球让气球转起来,旋转的速度越快越好。可以发现气球中的水不再聚集在气球底部,而是“悬浮”起来形成了一个水环。

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原理解说

有两个知识点:

第一个是摩擦力:当我们快速旋转气球的时候,气球内壁和水之间并不是绝对光滑而是存在摩擦力,所以气球在快速旋转的时候产生的摩擦力也会带动里面的水旋转

第二个是向心力水在旋转的时候因为惯性而会有离心现象,它使旋转的物体远离它的旋转中心,从我们这个实验来看就是水会一直远离气球的竖直中心轴,所以水会一直上升到离气球竖直中心轴最远的地方,气球内的水就升高了气球的中心位置。在水达到最终的位置后,旋转需要的向心力会由水的重力和气球壁的支持力的合力所提供,从而形成“动态的水环”。如下图所示。

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