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驚為UFO的磁懸浮陀螺,效果神奇、益智科普又鍛煉孩子意志力

我們之所以能在地球上自由行走,是因為地心引力把我們牢牢抓住,但小陀螺竟然能在半空中旋轉?難道它擺脫地心引力了嗎?

驚為UFO的磁懸浮陀螺,效果神奇、益智科普又鍛煉孩子意志力

磁懸浮陀螺科學小實驗——點擊直接觀看


參考教程

準備材料

環形大磁鐵,環形小磁鐵,墊片(2個),短木棍,玻璃(或透明塑料片),瓶蓋2個。

參考步驟

用短木棍按「墊片-小磁鐵-墊片」串起來,做成小陀螺。如果太松,可用膠紙先將短木棍包實。

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環形大磁鐵上墊兩個瓶蓋,將玻璃放在瓶蓋上。將陀螺放在玻璃上旋轉,輕輕拿起玻璃向上抬,小幅度上下擺動,直至小陀螺穩定懸空旋轉。

然後就可以「調戲」小陀螺啦,懸空罩一個碗,小心別碰到嬌弱的小陀螺。

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講真,本款實驗成功率不高,對於耐心和意志力都是個極大的挑戰。可以嘗試增減墊片來調整陀螺的重量。操作手法也是很重要的,多練幾十次找找手感吧。

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原理淺析

這種現象被稱為是「自旋穩定磁懸浮」,是發明家Roy M. Harrigan於20世紀70年代發現的,隨即向美國專利局為之申請了專利權。

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正常情況下,大磁鐵和小陀螺都會受到靜磁力,磁力始終朝著一個方向,倆者是不可能處於穩定平衡狀態的。這是恩紹定律中所證明的情況。在磁懸浮陀螺實際情況中,由於地磁場的作用,小陀螺實際上受的磁力是傾斜的,所以靜止狀態下很容易倒向一邊。

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但當小陀螺旋轉時,角動量、地磁場和大磁鐵的磁場相互作用下,小陀螺能夠聰明地跟隨所處地的磁力線的方向,不斷調整自己的轉軸方向,而使自己穩定懸浮。

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旋轉穩定的小陀螺,達到了受力均衡的狀態。

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科學家計算表明,如果大磁鐵底座直徑是6厘米,它上方3-3.8厘米之間區域,能讓小陀螺穩定懸浮。當然小陀螺的重量要恰到好處。

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思維發散

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待小陀螺旋轉穩定後,注入乾冰,然後拉一個大泡泡將小陀螺裹在其中,這樣就把磁懸浮陀螺打造成了UFO!

可以看見,乾冰逐漸揮發,充滿整個空間,而小陀螺依舊穩穩地旋轉……

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