作者alenbe (肝纖維闖紅燈)
看板ask-why
標題[請益] 跳躍的旋轉螺帽～
時間Fri Jan 7 14:48:28 2011
※ [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？？
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 163.27.14.60
1F：→ SmArTyau:那個金屬棒好像不是固定的? 如果固定住會怎樣? 01/03 17:50
2F：→ alenbe: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
3F：→ alenbe: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
4F：推 a80481ivan:讚喔!下面金屬棒是不是也在震盪?? 01/03 23:01
5F：→ a80481ivan:會是震盪給螺帽一個向上彈的力嗎? 01/03 23:01
6F：推 ntust661:其實這與螺帽的螺紋旋向有關 01/03 23:16
7F：→ a80481ivan:?怎麼說?? 01/03 23:21
8F：推 ntust661:你可以嘗試轉別的方向，他會更快掉下去 01/04 00:35
9F：推 a80481ivan:原PO大 快試快試快試~~~~ 01/04 01:04
10F：→ alenbe: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
11F：→ alenbe: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
12F：→ a80481ivan:振動勒? 01/04 11:01
13F：推 ntust661:問一下，你的金屬棒是平滑的嗎? 01/04 18:19
14F：→ ntust661:還是上面有特殊的紋路呢? 01/04 18:19
15F：→ a80481ivan:應該是光滑的 01/04 22:29
16F：→ alenbe: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
17F：→ alenbe: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
18F：→ alenbe: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
19F：→ alenbe: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
20F：→ alenbe: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
21F：推 bensou:印象中是跟電磁鐵類似的有關.詳細就忘記了 01/05 22:45
22F：→ bensou: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
23F：→ alenbe: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
24F：→ alenbe: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
25F：→ alenbe:關，改天有空再拍塑膠瓶蓋的影片給各位看～ 01/05 23:39
26F：推 ntust661:請問往上跳躍的時候有反轉嗎? 01/07 00:04
27F：推 waddler: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
28F：→ waddler:2.我感覺這個系統類似耦合震盪 不是很好解 01/07 03:14
29F：→ alenbe: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
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◆ From: 163.27.14.60
30F：推 eliec:好有趣的螺帽~~ 01/07 14:59
31F：推 nidor:金屬棒震動的節點？ 01/07 15:17
32F：推 H45: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
33F：→ H45: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
34F：推 gamer: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
35F：→ xiaoa:重力 -> 動能 -> 旋轉+螺紋+中心鐵條=反作用 -> 反向動能 01/08 19:12