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如何用紙制造緩沖器,效果較佳?

老師要求:從空中丟下雞蛋,落入緩沖器中,雞蛋不能爛!!!條件:2~5張素描紙,粘合劑,不加其它物品!!!: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-06-18

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古代人常用“雞蛋碰石頭”來比喻自不量力?？梢?雞蛋是極易碎的,輕輕一磕就碎了。如果說雞蛋能從十幾米高的地方落下而安然無恙,需要運用科學(xué)的方法才能將不可思議的事情變?yōu)楝F(xiàn)實?，F(xiàn)在就讓我們趕緊走進(jìn)這個神話吧。首先,讓我們明確一下從十幾米的高空落下,若不計空氣阻力,物體落地時的速度將達(dá)到十多米每秒。打一個比方，這就好比一輛時速達(dá)40km/h的汽車突然撞到了墻上,后果可想而知。如果不采取任何措施,不要說是雞蛋,就是一塊石頭,恐怕也要粉身碎骨。這樣一件看似不可能的事情,是否就不可辦到呢?科學(xué)的魅力正在于此，只要我們依據(jù)正確的科學(xué)道理,提出可行的解決方案,再經(jīng)過一次次實踐的檢驗,不斷改進(jìn),是完全可以辦到的。一、科學(xué)道理: (一)、理論依據(jù): 1、確保雞蛋在下落墜地過程中作用在雞蛋上的力越小，這樣雞蛋就不容易碎了。 2、由空中垂直下落的物體所受空氣阻力與空氣的密度、物體的有效橫截面積、下落的速率的平方成正比,物體下落經(jīng)過一段時間將達(dá)勻速,這稱為終極速率。我們可以發(fā)現(xiàn)如下的一些日常現(xiàn)象: 雨滴在空氣中下落,速度越來越快,所受空氣阻力也越來越大。當(dāng)阻力增加到與雨滴所受重力相等時,二力平衡,雨滴開始勻速下落。跳傘運動員在空中張開降落傘,憑借著降落傘較大的橫截面積取得較大的空氣阻力,得以比較緩慢地降落。這些都是這個公式在生活中的應(yīng)用。明白了這以后,就不會認(rèn)為裝置的加速度是9.8m/s2了。 3、一切物體都具有慣性。在“高空墜蛋”整個裝置落地的一瞬間,裝置靜止,然而雞蛋由于慣性,還會繼續(xù)運動,造成與裝置擠壓、碰撞,容易損壞。如何將雞蛋由于具有慣性而造成的影響降到最低,還需要我們進(jìn)一步分析解決。 (二)、規(guī)則分析: 由于比賽規(guī)則有一個大前提就是雞蛋不破,因此最重要的就是要保證雞蛋不破,然后再考慮如何使裝置重量盡可能小,使裝置穩(wěn)定性盡可能高。保證雞蛋不破就要加強保護(hù)措施;重量盡可能小就要選用密度小的材料,能省就省;穩(wěn)定性盡可能高,一是要投得準(zhǔn),二是裝置受大氣影響盡可能小。 (二)、規(guī)則分析由于比賽規(guī)則有一個大前提就是雞蛋不破,因此最重要的就是要保證雞蛋不破,然后再考慮如何使裝置重量盡可能小,使裝置穩(wěn)定性盡可能高。保證雞蛋不破就要加強保護(hù)措施;重量盡可能小就要選用密度小的材料,能省就省;穩(wěn)定性盡可能高,一是要投得準(zhǔn),二是裝置受大氣影響盡可能小。二、方案設(shè)計: 有一定可行性的方案有以下幾種: 1、降落傘型: 降落傘型,利用降落傘增大空氣阻力,以使雞蛋連同整個裝置平穩(wěn)落地。這種方案最容易想到,因為跳傘、宇宙飛船減速,都運用了這個方法,效果很好。安全性極高,使整個裝置達(dá)到較小的速度即可勻速下落。裝置的重量也不會很重。唯一的缺點就是:受大氣擾動影響太厲害,會使實驗裝置飄忽不定,準(zhǔn)確性較差,往往不能落到指定位置,從而影響了比賽成績。 2、外包裝型: 外包裝型,是用較多的減震材料將雞蛋嚴(yán)嚴(yán)實實地包裹起來。比如泡沫、棉花、各種填充材料等。通過這些材料的緩沖作用,達(dá)到保護(hù)雞蛋的目的。這種方案也較容易想到。平常生活中用各種填充材料保護(hù)貴重用品的方法相信大家都見到過。這的確是一個有效的方法。這種方案由于受空氣阻力影響很小,所以準(zhǔn)確性較高。由于所使用的材料都是密度極小的,所以可將整個裝置的重量降到最低。但美中不足的是:整個裝置是自由下落狀態(tài),到達(dá)地面時的速度較大,因而對裝置的堅固度和緩沖效果要求較高,安全性稍差一點。 3、不倒翁型: 不倒翁型,就是使整個裝置像不倒翁一樣,把重心盡可能降低,使得裝置下落時能保持穩(wěn)定狀態(tài),確保始終讓一個面著地。那么保護(hù)工作只需要在這一個面做好就行了,從而節(jié)省了材料。這種方案充分考慮到了上一種方案可能出現(xiàn)在空中翻滾現(xiàn)象,經(jīng)過改進(jìn)形成的。其可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一種方案,材料更節(jié)省,準(zhǔn)確性更高。美中不足的就是為了確保裝置的重心降低,勢必要在底部放上一個質(zhì)量較大的物體,這就大大加重整個裝置,將影響比賽成績。 4、多面體型: 多面體型,就是把整個裝置制作成一個多面體,將雞蛋用結(jié)實的繩子固定在多面體的中央,使整個雞蛋懸空。裝置落地后,不論哪個面著地,雞蛋都不會著地,雞蛋就完好無損了。這種方案無需額外的材料,只需要制作多面體的骨架和幾根線即可,用料極其節(jié)省,因而重量會大大降低。因受空氣阻力較小,所以穩(wěn)定性較好。但這種方案也有一個大的缺點就是多面體不易扎制,結(jié)實程度不高,落地后可能會散架,雞蛋也就岌岌可危了。 5、雙氣球型: 雙氣球型,就是將雞蛋放在一個氣球中,充入一定量空氣,在外面再套一個氣球,充入適量空氣。這樣兩層氣球之間就會形成一個氣墊,會使雞蛋免受地面的沖擊。這種方案所用材料應(yīng)該是所有方案中最省的,重量只是兩個氣球的重量,幾乎可以忽略不計。但這種方案有一個致命的缺點就是兩層氣球之間有一塊是緊密接觸的,沒有氣墊的保護(hù),如果此面著地,一切都完了。另外,由于重量太輕,受空氣擾動影響,其穩(wěn)定性也不是很好。 6、螺旋槳型: ……: 回答者：網(wǎng)友

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