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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(lái)比喻自不量力。可見,雞蛋是極易碎的,輕輕一磕就碎了。如果說(shuō)雞蛋能從十幾米高的地方落下而安然無(wú)恙,需要運(yùn)用科學(xué)的方法才能將不可思議的事情變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)在就讓我們趕緊走進(jìn)這個(gè)神話吧。首先,讓我們明確一下從十幾米的高空落下,若不計(jì)空氣阻力,物體落地時(shí)的速度將達(dá)到十多米每秒。打一個(gè)比方，這就好比一輛時(shí)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(shuō)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(guò)一次次實(shí)踐的檢驗(yàn),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(guò)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(guò)一段時(shí)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(lái)越快,所受空氣阻力也越來(lái)越大。當(dāng)阻力增加到與雨滴所受重力相等時(shí),二力平衡,雨滴開始勻速下落。跳傘運(yùn)動(dòng)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(gè)公式在生活中的應(yīng)用。明白了這以后,就不會(huì)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(gè)裝置落地的一瞬間,裝置靜止,然而雞蛋由于慣性,還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng),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(gè)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(qiáng)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(gè)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(qiáng)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(jì): 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(gè)裝置平穩(wěn)落地。這種方案最容易想到,因?yàn)樘鴤?、宇宙飛船減速,都運(yùn)用了這個(gè)方法,效果很好。安全性極高,使整個(gè)裝置達(dá)到較小的速度即可勻速下落。裝置的重量也不會(huì)很重。唯一的缺點(diǎn)就是:受大氣擾動(dòng)影響太厲害,會(huì)使實(shí)驗(yàn)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(jī)。 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(shí)實(shí)地包裹起來(lái)。比如泡沫、棉花、各種填充材料等。通過(guò)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(guò)。這的確是一個(gè)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(gè)裝置的重量降到最低。但美中不足的是:整個(gè)裝置是自由下落狀態(tài),到達(dá)地面時(shí)的速度較大,因而對(duì)裝置的堅(jiān)固度和緩沖效果要求較高,安全性稍差一點(diǎn)。 3、不倒翁型: 不倒翁型,就是使整個(gè)裝置像不倒翁一樣,把重心盡可能降低,使得裝置下落時(shí)能保持穩(wěn)定狀態(tài),確保始終讓一個(gè)面著地。那么保護(hù)工作只需要在這一個(gè)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(guò)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(shì)必要在底部放上一個(gè)質(zhì)量較大的物體,這就大大加重整個(gè)裝置,將影響比賽成績(jī)。 4、多面體型: 多面體型,就是把整個(gè)裝置制作成一個(gè)多面體,將雞蛋用結(jié)實(shí)的繩子固定在多面體的中央,使整個(gè)雞蛋懸空。裝置落地后,不論哪個(gè)面著地,雞蛋都不會(huì)著地,雞蛋就完好無(wú)損了。這種方案無(wú)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(huì)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(gè)大的缺點(diǎn)就是多面體不易扎制,結(jié)實(shí)程度不高,落地后可能會(huì)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(gè)氣球中,充入一定量空氣,在外面再套一個(gè)氣球,充入適量空氣。這樣兩層氣球之間就會(huì)形成一個(gè)氣墊,會(huì)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(gè)氣球的重量,幾乎可以忽略不計(jì)。但這種方案有一個(gè)致命的缺點(diǎn)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(dòng)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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