“多米诺冰棒棍”的物理原理及应用
大家可能在科技馆玩过多米诺骨牌的游戏,在排列整齐的一大片骨牌结构中,只要轻轻碰倒第一张,后面的骨牌就会连续倾倒下去。科学上把这种在一个相互联系的系统中,一个很小的初始能量就可以产生一连串的连锁反应称为“多米诺效应”。多米诺雪糕棒游戏正是应用了多米诺科学原理,利用雪糕棒交叉弯曲时所产生的弹力来完成的。每根雪糕棒之间都是交叉相叠的,如果抽出其中一根或有一根断裂,其弹力会使叠着的雪糕棒依次爆裂,产生连锁反应。
下面具体来介绍一下"多米诺冰棒棍"物理实验及产生的效应:
分析"多米诺冰棒棍"的物理实验时,第一步应进行其物理模型的建立后,通过实际的实验可知,各个构件在此实验中首先是在人为控制下彼此交叉相连在一次,在连接的过程中,是人为使其产生了一定的弯曲变形,然后在触发引发装置后,由于第一根"冰棒棍"被挪走,与其相连的"冰棒棍"的约束减少,从几何不变体系转变为了几何可变体系,其也将从弯曲状态在较短的时间内恢复到直线状态,并且在此过程中会在竖直向上的方向上做减速运动,且会带动相邻的构件一起运动,当其位移达到一定大小后,也类似于触发装置中的"冰棒棍"一样,对其后的构件不再产生约束能力,其后的构件随之开始恢复、运动,即产生了"多米诺效应"。
多米诺骨牌与其原理也相似,它的第一下是手推的动能作用在骨牌上之后
骨牌倒下的重力势能转化成动能,和自己原先受到手或上一块骨牌的动能一起,爱的多米诺演员表加上自身重力,碰到下一块骨牌,形成力矩使下一块骨牌倒下,而自己剩下的能量在自己倒到桌面时碰撞损失掉,周而复始,但在每次碰撞时都有能量损失;事实上,在足够长的时间和序列后,单位时间倒下骨牌的数目为恒量,其实,骨牌倒下的冲力,重力不会把能量完全转化到下一块骨牌的动能增加,他们所做的只是使下一块骨牌稍稍偏离平衡位置和带少许速度,然后依靠下一块骨牌的重力下落.如果不是这样,按上面说的,速度一直增大,那么很快就会因为冲量太大,把下一块骨牌“连根拔起”这不是骨牌摆设者想要的,因为这个飞出去的骨牌可能会影响到后面不该倒下的骨牌.
事实上,碰撞的能量损失解决了这个问题,但是这个需要具体的计算,比较复杂.
骨牌倒下的重力势能转化成动能,和自己原先受到手或上一块骨牌的动能一起,爱的多米诺演员表加上自身重力,碰到下一块骨牌,形成力矩使下一块骨牌倒下,而自己剩下的能量在自己倒到桌面时碰撞损失掉,周而复始,但在每次碰撞时都有能量损失;事实上,在足够长的时间和序列后,单位时间倒下骨牌的数目为恒量,其实,骨牌倒下的冲力,重力不会把能量完全转化到下一块骨牌的动能增加,他们所做的只是使下一块骨牌稍稍偏离平衡位置和带少许速度,然后依靠下一块骨牌的重力下落.如果不是这样,按上面说的,速度一直增大,那么很快就会因为冲量太大,把下一块骨牌“连根拔起”这不是骨牌摆设者想要的,因为这个飞出去的骨牌可能会影响到后面不该倒下的骨牌.
事实上,碰撞的能量损失解决了这个问题,但是这个需要具体的计算,比较复杂.
多米诺效应其实最终说了一个道理:“多米诺效应”是指一个事件的发生导致一连串的事件的发生。
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