■摔不破的鸡蛋
用醋泡 大概泡半个小时,醋要够量!1碗饭那么多 或 科学让鸡蛋坚如磐石 ——关于“高空坠蛋”的研究报告 高2005级一班 史建强 古代人常用“鸡蛋碰石头”来比喻自不量力。
可见,鸡蛋是极易碎的,轻轻一磕就碎了。如果说鸡蛋能从十几米高的地方落下而安然无恙,那简直就是天方夜谭。
但是科学有时能将不可思议的事情变为现实。今天,就让我们共同走进这个神话吧。
首先,让我们明确一下从十几米的高空落下是一个什么概念。不难算出,若不计空气阻力,物体落地时的速度将达到十多米每秒。
为了让大家更好地明白这么快的速度将产生什么样的作用效果,我打一个比方。这就好比一辆时速达40km/h的汽车突然撞到了墙上,后果可想而知。
如果不采取任何措施,不要说是鸡蛋,就是一块石头,恐怕也要粉身碎骨。 这样一件看似不可能的事情,是否就不可办到呢?不是的,科学的魅力正在于此。
只要我们依据正确的科学道理,提出可行的解决方案,再经过一次次实践的检验,不断改进,是完全可以办到的。 今天,第四届科技节的“高空坠蛋”比赛给我们提供了自由发挥的机会。
让我们放飞想象的翅膀,来创造这个奇迹! 比赛规则: 将一个采取了一定保护措施的鸡蛋从五楼阳台上扔下,使其自由下落。在鸡蛋不破的前提下,整个装置重量(不包括鸡蛋)越小,落地点距指规定的地点越近,其比赛成绩就越靠前。
一、科学道理: (一)、理论依据: 1、动量定理表达式:Ft =△p 其中△p指的是动量的变化,F指的是冲力的大小,t指的是力的作用时间。 由于鸡蛋在下落的过程中,动量的变化△p一定,鸡蛋所受的力F与力的作用时间t成反比,即t越大,F就越小,作用在鸡蛋上的力就越小。
这样,鸡蛋就不容易碎了。 2、由空中垂直下落的物体所受空气阻力f与空气的密度ρ、物体的有效横截面积S、下落的速率v的平方成正比,阻力的大小可表示为f=CρSv2,其中C为阻力系数,一般在0.2~0.5之间,ρ=1.2kg/m3,物体下落经过一段时间将达匀速,这称为终极速率。
我们可以发现如下的一些日常现象: 雨滴在空气中下落,速度越来越快,所受空气阻力也越来越大。 当阻力增加到与雨滴所受重力相等时,二力平衡,雨滴开始匀速下落。
跳伞运动员在空中张开降落伞,凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力,得以比较缓慢地降落。这些都是这个公式在生活中的应用。
明白了这以后,就不会认为装置的加速度是9.8m/s2了。 3、一切物体都具有惯性。
在“高空坠蛋”整个装置落地的一瞬间,装置静止,然而鸡蛋由于惯性,还会继续运动,造成与装置挤压、碰撞,容易损坏。如何将鸡蛋由于具有惯性而造成的影响降到最低,还需要我们进一步分析解决。
(二)、规则分析: 有了理论指导,就可以分析比赛规则了。目的是在不违反比赛规则的情况下,充分考虑各方面的影响和应当解决的问题,以制定切实可行的方案。
由于比赛规则有一个大前提就是鸡蛋不破,鸡蛋一旦破了,便会被淘汰,一切努力也就白费了。因此,最重要的就是要保证鸡蛋不破,然后再考虑如何使装置重量尽可能小,使装置稳定性尽可能高。
保证鸡蛋不破就要加强保护措施;重量尽可能小就要选用密度小的材料,能省就省;稳定性尽可能高,一是要投得准,二是装置受大气影响尽可能小。 二、方案设计: 在前面理论依据的支持下,又认真分析了比赛规则,找到了问题的关键所在,现在可以制定可行性方案了。
结合在同学们中的调查和全国各地举行过类似比赛的方案来看,比较常见的、有一定可行性的方案有以下几种: 1、降落伞型: 降落伞型,顾名思义,就是利用降落伞,增大空气阻力,以使鸡蛋连同整个装置平稳落地。 这种方案最容易想到,因为跳伞、宇宙飞船减速,都运用了这个方法,效果很好。
安全性极高,使整个装置达到较小的速度即可匀速下落。装置的重量也不会很重。
唯一的缺点就是:受大气扰动影响太厉害,会使实验装置飘忽不定,准确性较差,往往不能落到指定位置,从而影响了比赛成绩。 2、外包装型: 外包装型,就是用较多的减订孩斥绞俪悸筹溪船娄震材料将鸡蛋严严实实地包裹起来。
比如泡沫、棉花、各种填充材料等。通过这些材料的缓冲作用,达到保护鸡蛋的目的。
这种方案也较容易想到。平常生活中用各种填充材料保护贵重用品的方法相信大家都见到过。
这的确是一个有效的方法。这种方案由于受空气阻力影响很小,所以准确性较高。
由于所使用的材料都是密度极小的,所以可将整个装置的重量降到最低。但美中不足的是:整个装置是自由下落状态,到达地面时的速度较大,因而对装置的坚固度和缓冲效果要求较高,安全性稍差一点。
3、不倒翁型: 不倒翁型,就是使整个装置像不倒翁一样,把重心尽可能降低,使得装置下落时能保持稳定状态,确保始终让一个面着地。那么保护工作只需要在这一个面做好就行了,从而节省了材料。
这种方案充分考虑到了上一种方案可能出现在空中翻滚现象,经过改进形成的。其可靠性远远高于第一种方案,材料更节省,准确性更高。
美中不足的就是为了确保装置的重心降低,势必要在底部放上一个质量较大的物体,。
摔鸡蛋的问题
综合全国各地举行过类似比赛的方案来看,较常见的、可行的方案有以下几种: 1、降落伞型: 降落伞型,顾名思义,就是利用降落伞,增大空气阻力,以使鸡蛋连同整个装置平稳落地。
这种方案最容易想到,因为跳伞、宇宙飞船减速,都运用了这个方法,效果很好。 安全性极高,使整个装置达到较小的速度即可匀速下落。
装置的重量也不会很重。唯一的缺点就是:受大气扰动影响太厉害,会使实验装置飘忽不定,准确性较差,往往不能落到指定位置,从而影响了比赛成绩。
2、外包装型: 外包装型,就是用较多的减震材料将鸡蛋严严实实地包裹起来。 比如泡沫、棉花、各种填充材料等。
通过这些材料的缓冲作用,达到保护鸡蛋的目的。 这种方案也较容易想到。
平常生活中用各种填充材料保护贵重用品的方法相信大家都见到过。这的确是一个有效的方法。
这种方案由于受空气阻力影响很小,所以准确性较高。由于所使用的材料都是密度极小的,所以可将整个装置的重量降到最低。
但美中不足的是:整个装置是自由下落状态,到达地面时的速度较大,因而对装置的坚固度和缓冲效果要求较高,安全性稍差一点。 3、不倒翁型: 不倒翁型,就是使整个装置像不倒翁一样,把重心尽可能降低,使得装置下落时能保持稳定状态,确保始终让一个面着地。
那么保护工作只需要在这一个面做好就行了,从而节省了材料。 这种方案充分考虑到了上一种方案可能出现在空中翻滚现象,经过改进形成的。
其可靠性远远高于第一种方案,材料更节省,准确性更高。美中不足的就是为了确保装置的重心降低,势必要在底部放上一个质量较大的物体,这就大大加重整个装置,将影响比赛成绩。
4、多面体型: 多面体型,就是把整个装置制作成一个多面体,将鸡蛋用结实的绳子固定在多面体的中央,使整个鸡蛋悬空。装置落地后,不论哪个面着地,鸡蛋都不会着地,鸡蛋就完好无损了。
这种方案无需额外的材料,只需要制作多面体的骨架和几根线即可,用料极其节省,因而重量会大大降低。 因受空气阻力较小,所以稳定性较好。
但这种方案也有一个大的缺点就是多面体不易扎制,结实程度不高,落地后可能会散架,鸡蛋也就岌岌可危了。 5、双气球型: 双气球型,就是将鸡蛋放在一个气球中,充入一定量空气,在外面再套一个气球,充入适量空气。
这样两层气球之间就会形成一个气垫,会使鸡蛋免受地面的冲击。 这种方案所用材料应该是所有方案中最省的,重量只是两个气球的重量,几乎可以忽略不计。
但这种方案有一个致命的缺点就是两层气球之间有一块是紧密接触的,没有气垫的保护,如果此面着地,一切都完了。 另外,由于重量太轻,受空气扰动影响,其稳定性也不是很好。
6、螺旋桨型: 螺旋桨型,就是在整个装置上方安置一个螺旋桨,靠流动的空气推动或遥控,使螺旋桨旋转起来,以提高安全性和准确度。这极像直升飞机的飞行原理。
这种方案因螺旋桨的转动而减小了装置下落的速度,安全性更高。 如果是遥控,准确性也会很高。
问题是如何保证螺旋桨始终朝上,螺旋桨一旦不朝上,准确性将无从谈起。如何保证螺旋桨平稳旋转也是一个问题。
7、滑翔机型: 滑翔机型,顾名思义,就是将鸡蛋悬挂在滑翔机下方,整个装置就会在空气中滑翔,最后会平稳地降落。 这种方案准确性极差,降落地点不确定。
如果不限制落地点的话,这无疑是一个好方案,安全性较高。在这种比赛规则下,不提倡这种方法。
8、盐水型: 盐水型,就是配一个密度很大的氯化钠溶液,让鸡蛋漂浮在上面,落地后盐水就充当了缓冲材料,保证鸡蛋不破。 这种方案新颖独特,用盐水作缓冲,安全性较高,受到空气阻力影响很小,准确性较高。
但装置不易控制,如果装置在空中翻滚,盐水洒出,就起不到保护作用了,因此,一定要保证装置重心要稳,并且尽可能降低。这种装置的重量问题也是不容忽视的,毕竟,盐水的密度要比泡沫大得多。
9、吸管组型: 吸管组型,用几根吸管绑在一起做成吸管组,将几组吸管组搭成金字塔形,将鸡蛋夹在中间,用胶条固定。吸管由于是中空的,可以起到缓冲作用。
这种方案材料来源广泛,重量轻,体积小,因而准确性较好。至于安全性嘛,可能要差一点,吸管的缓冲作用毕竟有限。
10、综合型: 综合型,就是将几种保护措施结合起来使用,造出的装置也是五花八门。 综合型装置的安全性肯定会大大提高,这是毫无疑问的。
准确性很难说究竟是提高了还是降低了。不过有一点可以确定,那就是装置的总重量大大增加,可能会影响比赛成绩。
最佳方案: 在充分考虑了各中方案的利弊和外界环境对装置影响的大小之后,我们选取了一个最佳方案,即外包装型。选取它的理由如下: 1、外包装型装置选用材料密度小,重量轻,能够以较少的材料,较轻的重量达到较好的保护效果。
2、稳定性高。 因其受空气阻力的影响较小,可以沿着一条近似竖直向下的轨迹下落,如果起落点选得准,落地点也会很准。
3、排除了装置在空中翻滚可能造成的影响。由于鸡蛋周围各个方向的保护程度都是一样的,因此,装置哪一个面先着地,都会受到缓冲材料的保护。
即使装置。
如何把生鸡蛋从4楼摔落而不碎
1.你看到超市里面卖生鸡蛋的塑料包装没有 他这种包装设计一般只是考虑功能性和使用的便捷性 以及材料的低成本.这道题目其实很简单 就是考量在什么情况下可以减小力的作用 一是从那个源头减少力的作用 如此处的重力作用 而是如何通过互相作用的力量是力的作用消磨掉 这里你只要返照上面的设计设计类似的正方体 你看明白没有 这里鸡蛋的受力其实都被外包装所抵消掉了 你如果没有看明白 再请仔细看一下子我发给你的网页里面的设计 尤其注意鸡蛋的支点 和包装的空隙 .
2.用降落伞来增加鸡蛋的阻力,真不失为一个好办法!说干就干,我先找来一个纸盒,用泡沫把鸡蛋裹得严严实实,像穿上了一件"防摔衣",接着,我又小心翼翼地把它放进了盒子里,看起来好不神气!我把气球系在盒子上,"武装"成功!
我兴奋地捧着鸡蛋来到了四楼,心有余悸地向下望了望,哇!这么高!要是普通的鸡蛋摔下去,一定体无完肤了.再想,这可是经过我全副武装的哦!一定能成功,我默默地祈祷着.我闭上双眼,轻轻地松开了双手.我急忙朝下看去:只见鸡蛋跳伞员在空中翩翩起舞,徐徐落下.只听"啪"的一声,鸡蛋落地了!我三步并作两步,像插上了火箭筒似的向楼下冲去.我胆战心惊地打开了盒子,只见鸡蛋稳稳得躺在盒子里
怎么让鸡蛋摔不破
“鸡蛋摔不破”,引起了我极大的兴趣,我冥思苦想,决定用棉花包住鸡蛋,往地上砸。于是我走到空地,从四米高的地方把鸡蛋扔下去,成功了,鸡蛋没摔破。高兴之余,我又想:有没有更好的办法?我查阅了一些科技书籍,没有找到相关的资料。后来又上网查,终于找到了,我认真地读了起来,读完后我有点不相信,就试着做这个实验。说干就干,我马上找来一个茶叶筒,一包盐和一个鸡蛋,我先把茶叶筒盛满水,再放入鸡蛋。鸡蛋渐渐沉入水底。然后,我用手拿了一把盐撒入水中,鸡蛋纹丝不动,稳如泰山,于是,我又拿了一把盐放入水中,这时,鸡蛋轻轻动了一下。我再接再励,我又放了几把盐,鸡蛋越升越高,鸡蛋升到茶叶筒的中间,做好了准备工作,我来到空地中四米高的地方。正准备扔下去时,突然心里很紧张,心怕鸡蛋会摔破。我用力将鸡蛋扔下去,只听到“啪”的一声。我连忙走过去,茶叶筒完好无损地在地上。我捡起一看,呀,鸡蛋完好无损!我又成功了。 虽然这次实验成功了,但是我心中还有些不明白:为什么水中要放些盐呢?如果不放盐会是怎样的?随着这个问题,我又把不放盐的重新做了一遍。结果让我惊奇地发现——鸡蛋碎了。
为什么鸡蛋放入清水中会破,而放入盐水不会破呢?我在电脑上找到了其中的奥秘。原来,盐溶解水中时,会使水浓度加大,鸡蛋受到的浮力也会加大。当水的浮力等于鸡蛋的重力时,鸡蛋就会悬在盐水中。从四米下落的过程中,鸡蛋始终悬在盐水中,不会与桶壁发生强烈撞击,因而鸡蛋就不会碎。
这次小实验,不仅使我明白了一些科学知识,而且还使我学会了探索、尝试。最重要的是,我明白了在我们生活中处处都存在着科学知识,只要勇于去观察、探索,我们的生活就会变得很有趣!