降落伞是模仿什么设计的
降落伞是模仿植物蒲公英设计的,降落伞起源于中国,早期中国有人用手抓住雨伞从房子上跳下来,这是降落伞的雏形。早在公元前一百年西汉时代的《史记·五帝本纪》中,就有降落伞原理应用的记载。上古时代,有个叫舜的人,有次上到粮仓顶部,瞽叟从下面点起了大火,舜利用两个斗笠从上面跳下,没有被烧死。
问题一:降落伞是谁发明的 时间一天天地过去,反复的揣摩之后,卢诺尔曼终于设计出世界上第一顶真正意义上的降落伞,他决定到高塔上试降。试降那天,闻讯赶来的人们将高塔围得水泄不通。有人替他的安全捏把汗,有人抱着怀疑的态度,有人只不过想瞧个热闹,更有人甚至等着看卢诺尔曼的笑话。 “从这么高的塔上落下来,不死也得残疾!” “是啊,还是别冒这个险了。” 替他担心的人们都这么好心地劝阻他,但卢诺尔曼心志不移。他一定要实现自己的梦想,要像小鸟那样从空中悠悠而降。为了安全起见,他把一些略重于体重的石头绑在降落伞上,然后,他从塔顶向下扔出了降落伞和石头。在众人的目光下,石头并没有像人们所想的那样快速落到地上。相反,坠着石头的降落伞像盛开的鲜花一样,悠悠地在空中飘荡,最后徐徐降落在地面上。这么一来,卢诺尔曼信心大增。围观的人们关切地注视着他下一步的试验――这回可是卢诺尔曼双手紧紧地抓住降落伞的底绳,轻轻地纵身向塔外一跳。屏住呼吸的人们紧张地睁大眼睛,纹丝不动,生怕那一幕惨剧出现。有些人甚至闭上眼睛,准备听到那凄惨的叫声。可是,卢诺尔曼跳出塔外后,心情多少有些紧张的他反而变得踏实起来――他觉得自己真的像只小鸟一样在悠悠地飞翔。最后,卢诺尔曼缓缓地安全降落,什么意外也没有发生。“成功了!我成功了!”卢诺尔曼脚一落地就兴奋地大叫起来,周围的人们也齐声为他喝彩! 这是发生在1783年的事情。后来,降落伞的结构得到了较大改进。但由于时代的限制,降落伞的发展仍然很缓慢。直到世界迈入20世纪的门坎之后,由于飞机的问世和航空事业的发展,降落伞的设计、制造和应用才有了长足的进步。 如今,这朵在蓝天绽放的花朵越来越为人们所熟悉、喜爱。
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问题二:降落伞是根据什么动物发明的? 鼯猴、袋鼯鼠、树顶袋貂:它们是世界上仅存的滑翔动物,鼯猴生有坚实的,像风筝一样的翅膀,使他们可以借助气流滑翔400米。袋鼯鼠和树顶袋貂能滑翔100米。人们想像鼯猴一样,有轻轻的薄薄的宽大的膜一样的东西,可以滑翔、逃生,甚至飞行。人们想到了布料,后来不断改进,变成了今天的样式。
问题三:降落伞是模仿什么发明的是谁发明的 降落伞是在18世纪末发明的。1797年10月22日,在巴黎现在的蒙索公园上空,人类首次从飞行器上跳伞。跳伞的人叫加内林,他模仿蒲公英,使用的降落伞有肋状物支撑,收拢起来就像现在的阳伞。历史上关于降落伞概念记录的最早来源是15世纪的达芬奇,他曾经在草纸上绘制过一个人体大小的降落伞带着一个人漂浮在空中.
问题四:降落伞是受到什么启示发明的 老找你的事
问题五:降落伞是哪年被发明的?是谁发明的,经过多少次实验才成功? 是在18世纪末发明的。1797年10月22日,在巴黎现在的蒙索公园上空,人类首次从飞行器上跳伞。跳伞的人叫加内林,他使用的降落伞有肋状物支撑,收拢起来就像现在的阳伞。
问题六:人依据什么发明了降落伞 人依据鼯猴、袋鼯鼠、树顶袋貂发明了降落伞。
鼯猴、袋鼯鼠、树顶袋貂是世界上仅存的滑翔动物,鼯猴生有坚实的,像风筝一样的翅膀,使他们可以借助气流滑翔400米.袋鼯鼠和树顶袋貂能滑翔100米.人们想像鼯猴一样,有轻轻的薄薄的宽大的膜一样的东西,可以滑翔、逃生,甚至飞行.人们想到了布料,后来不断改进,变成了今天降落伞的样式.
问题七:人类如何根据松鼠发明降落伞胡? 在与大自然的相处中,人类发现松鼠的尾巴很大,在从树上跳下时,会把尾巴张开,来增加了向上的阻力,这样松鼠所受的重力不变,而阻力增大了,松鼠落地时对地面的压力就会变小。因为力的作用是相互的,所以地面对松鼠的作用力就小,对松鼠的伤害也就很小.科学家根据这个原理,就想到在人从空中落下时,只要增加一个向上的阻力,使人在落地时向上的阻力约等于人的重力,人就不会受伤了,所以人类根据松鼠发明了降落伞。
问题八:人们模仿什么发明了降落伞 降落伞据说是达芬奇发明的,再据说达芬奇是抄袭鲁班的
15世纪末,意大利艺术家达芬奇设计了降落伞,用12码宽与同样长的亚麻布缝拉起来,制成一具帐篷,即可容一人从高处坠落而无伤,人类有史以来,第一具载人降落伞就此知识诞生了。
降落伞是大家都熟悉的一种空降器具,它能使人员和物体从空中安全降落到地面,因而在军事、民用和体育等方面都有着广泛的用途。然而,降落伞从萌芽到发明运用,却经历了一段漫长的历程。
有这么一个源自我国远古时代的故事。
据说舜自幼丧母,父亲偏爱后妻及后妻所生的儿子,因而渐渐地讨厌舜。一次,父亲想加害舜,让他爬楼梯到高处修理粮仓,然后偷偷撤去木梯,在底下放火企图烧死舜。舜急中生智,抓起身旁的一顶芦苇大斗笠,双手把它高举过头顶,纵身跃下,结果安然脱险。可以说,这是远古时期人们对降落伞原理的最早尝试。
如果说4000多年前舜的这个故事还带有浓厚的神话色彩,那么到了17世纪,人们使用降落伞的尝试却是活生生的事实。
这个勇敢的冒险家是意大利的一名囚犯,叫拉文。1638年,他因犯罪被关进了监狱。但他并不甘心呆在狱中,因而时刻在思考合适的方法越狱。经过长时间的细心观察,他终于发现围墙有个地方可以攀登,便在心里牢牢记住了这个地方。可是,这面围墙高达20多米,即便爬了上去,又怎能下得来呢?如果直接从墙上往下跳,不摔死也会残疾。身陷牢笼的拉文,不可能找到绳子或者别的工具。为此大伤脑筋。
过了些日子,拉文的亲人来探监,走时忘了把伞带走。因为伞不过是普通的用具,狱方也没有多过问,这把伞就留在拉文身边。正为如何越狱而伤神的拉文,百无聊赖地玩弄这把伞,忽然他心里一动:也许这把伞能派上用场。于是,他动手撕破衣服搓成布绳,用以加固伞的支撑能力。结果,在一个风雨交加的夜晚,拉文借着这把“降落伞”成功地逃到监狱围墙之外。不过,他没跑多远就被抓了回来。
拉文的冒险试验虽然没能达到自己的最终目的,但他的做法却启迪了许多人的才思。当时,他越狱时所用的“降落伞”还只是一种雏形而已。
那么,是谁创造出世界上第一个降落伞呢?荣誉应当归属于法国的卢诺尔曼。卢诺尔曼从小就富于幻想,常常冒出一些让人觉得不可思议的念头。卢诺尔曼的家乡有座高塔,他经常和小伙伴们一起到塔上游玩,在那里度过了许多美好的少年时光。
“要是我们能像小鸟那样,可以用翅膀翱翔该有多好!”
“对!要是我们有翅膀,就可以从塔顶飞到地上,再也用不着慢吞吞地下楼梯了。”
叽叽喳喳的小伙伴们总是浮想联翩。少年卢诺尔曼每天望着这座高塔,心里也总想着怎样才能从塔顶上安然无恙地落到地面。后来,卢诺尔曼长大了,但他仍然忘不了心中的那个梦想:总有一天,他要像小鸟那样从塔上“飞”下来。于是,他开始搜集有关的材料,着手构想如何实现这个宿愿。在17世纪一位名叫德·马尔茨的作家所写的小说中,卢诺尔曼看到文中主人公从高层城堡越狱时,把两条被单的角系在一起,然后两手抓住被单的两端,利用风力的托举,缓缓落地。同时,意大利囚犯拉文越狱的方法也给了他很大的启发。
护佑航天员回家的“生命之伞”从设计到制造都经过了多重的考虑和设计。
一、“生命之伞”的设计首先是确保安全
“生命之伞”的设计首先考虑的是安全,“生命之伞”的使用因为是不可逆的,所以一旦打开,就是唯一的机会。因此,为了保证安全,降落伞在结构、材料、程序等方面都做了充足的准备,以确保万无一失。
为避免主伞失灵,返回舱内装有备用伞。当返回舱从6千米高空降落到5千米时,若不到预定的时间,则会被系统判定为主伞系统出现故障,并启动备用伞,确保宇航员的生命。
二、“生命之伞”的减速设计
返回舱在离地10公里左右的时候,会自动开启伞舱盖,然后拉出引导伞,引导伞然后将减速伞拉出来,此时返回舱的速度是每秒180米。
当减速伞运行19秒后,从返回舱中脱离,并将主伞拉开,此时,返回舱的下降速率从80m/s降低到40 m/s,接着又降低到7-8m/s。在这期间,为了避免过载过大,减速伞和主伞并不会一同打开,而是分步骤打开。
三、“生命之伞”采用全手工制作
降落伞生产车间分为流水区、大伞加工区、零件组装区,工人们要把3000多个零件、20多件伞衣进行全手工地加工缝纫,整个“生命之伞”制作完成后其面积达到了1200平方米。
虽然现在的技术也可以机械化生产,但为了保证产品的质量,它的每一幅、每一环、每一个间距都是有严格要求的,还是要靠人工的整体的配合,来完成产品的加工。所以,“生命之伞”从设计到制作都凝聚了中国的工匠精神。
方法 1 的 4:
纸降落伞的制作
1
找一张普通的餐巾纸。有一面加厚的餐巾纸最合适,因为就不容易撕裂。但是也不能太厚,太厚就不符合空气动力学了。
2
切四段各30厘米长的毛线。厚度适中的毛线效果最好。
3
把线分别系在餐巾纸的四个角上。先捏着餐巾纸的一角,然后在用毛线打个结。这种方法比在餐巾纸上打孔要好,因为那样容易撕裂餐巾纸。
4
把毛线的另一端都系在一起。把它们都系在一起,打一个厚厚的结。
5
切一段15厘米长的毛线。把这条毛线与其他四条毛线所打的结系在一起。这条毛线用来系住使用降落伞的玩具。
6
用这条毛线绑住一个玩具。找一个适合使用降落伞的玩具,然后用这条悬着的线绑住它。当玩具被牢牢的绑住后,它和降落伞也就联系在了一起。注意,要绑在玩具的中间部位,这样容易保持平衡。
7
试试你的新降落伞吧。把它平衡的放在你的手心,然后用力的往空中抛,它表现的怎么样?你的降落伞和玩具将会安全的降落在
降落伞其实是源于中国的,在中国古代很早之前就已经有了降落伞的概念,在传说舜曾用两个斗笠从粮仓顶部逃生,这也是人类最早运用降落伞的原理了。在1977年的《美国百科全书》中就有记载“一些证据表明,早在1306年,中国的杂技演员们便使用过类似降落伞的装置。”而在国外的一些军事书刊中评述“像火药一样,降落伞也是由中国传来的。”而真正意义上的降落伞是在16 38年的时候,有个叫拉文的人被意大利当局抓进了监狱,但是他受不了监狱的生活,他在心中反复思索,怎样才是最好的出逃方式。有一天放风的时候,拉文装作散步,围着监狱围墙走了一圈,终于走到了一个可攀登的机会,但是监狱的围墙很高,爬上去之后又怎么下来。
而且在监狱里面根本找不到可利用的工具,知道,过了好多天以后他的亲戚来探望他,临走时无意地留下了一把伞,而监狱的人也没有在意,这把伞就留给了拉文。通过这把伞,他突然受到了一个启发思考着利用散在空气中的阻力,作为跳墙的越狱工具。于是在一个风雨交加的夜晚,他开始行动了。他站在墙头,撑开伞,紧握着十几根布绳的伞,把伞吊着他慢慢降落,让他没有受到任何伤害,成功越狱。但是后来他依然被抓,却将他越狱的秘密公布于众了,同时也是因为他的这次跳伞成功启发了后人去制作降落伞。再后来有一位奥地利的裁缝,他设计了一个可以作为降落伞的衣服,他先是用假人做实验,成功之后在1912年2月4日,他穿着自己制作的将落伞衣服从埃菲尔铁塔往下跳,结果却当场死亡,得到了与假人不一样的结局,同时他这次伟大的实验也启发了后人要将降落伞设计成一个独立的工具,要与衣服分开。也是因为经过了前任的不断试验之后,才有了后来降落伞完整的样子。
相传中国古代有一个叫舜的人,幼年丧母,父亲娶了第二个妻子,生了一个儿子。之后,瞽叟更喜欢第二任妻子所生的儿子而不是舜,甚至想杀舜。一天,让舜去修粮仓。舜爬上粮仓时,瞽叟放火烧了舜。粮仓里的火越来越猛。无奈之下,顺牢牢抓住手中的两顶帽子,然后像鸟儿的翅膀一样从粮仓里飘了下来。令他惊讶的是,他没有受伤。虽然这只是一个传说,但它表明我国早在4000年前就尝试过降落伞。在中国明朝时期,一些艺术家创造了一种新的表演,跳伞。演员站在高高的讲台上,手里拿着一把打开的特制雨伞跳了下来,以赢得观众的掌声。
这种表演后来传到欧洲,并由欧洲人加以改进,他们用丝绸翅膀从教堂、宫殿或塔上跳下,表演杂技。借助空气阻力使人从空中安全着陆的想法,最早是由意大利文艺复兴时期的大师达芬奇所体现的。他设计了一个由布制成的方形尖顶天篷,人们可以从上面悬挂下来。这可以说是人类历史上第一次尝试设计降落伞。第一个在空中使用降落伞的人是法国宇宙飞船飞行员布兰查德。1785年,他从停留在空中的气球上降下降落伞。降落伞挂着一个篮子,篮子里有一只狗。最后狗顺利上岸。然后,在1793年,他自己从气球上跳伞下来,但他在着陆时摔断了腿。今年,他正式提出了从空中降落的报告。当时的法国上流社会热衷于科学实验和探险,此时公众关注的热点就是热气球发射试验。
另一位宇宙飞船飞行员加纳林也做了一个类似布兰查德的实验:让气球把人带到天上,然后跳伞降落。他仿照当时的阳伞,做了一把巨大的伞,伞是用肋骨撑开的,用一个小吊篮系着。他会站在吊篮里,降下,因为他清楚地知道,他的双手在天空中撑不住这么大的伞。1797年10月22日,在巴黎莱蒙公园上空,一个氢气球将加纳森林带到了800米的高空。然后,加纳林拉着绑在气球上的释放绳,他和降落伞离开气球,带着加纳林的吊篮慢慢下降。至少有成千上万的人到场观看并为他加油。
正是这位英雄开启了人类从天而降的历史。然而,此时在吊篮里的加纳森林已经没有了成功的喜悦。由于降落伞中央没有气孔,充气后的空气只能从降落伞侧面逸出,这把大伞被做得摇摆不定,摇摆得很厉害。第一次跳伞的英雄落地时,吐在了吊篮口,无法接受群众的祝贺。19世纪,跳伞几乎成了航展中不可或缺的节目。气球飞行时,气球下面往往有一个吊架,降落伞松松地系在吊架上,跳伞者系在吊架上。气球升到高空后,跳伞员解开降落伞,从吊架上跳下。此时降落伞得到了改进,顶部有导流孔,可以控制下落方向,跳伞表演变得越来越舒适安全。
——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。
… …
上面大体介绍了十种方案。其实还有很多方案,就不一一列举了。不难看出,这十种方案各有利弊,很难找出一个十全十美的方案。而且,各种方案的偶然性较大。以上仅是从理论层面对各种方案进行了分析,实际操作中会有各种意想不到的事情发生。
三、实践检验:
(一)、外界影响分析:
受当时天气状况、场地情况、装置制作情况、鸡蛋的大小和形状等,都会对比赛结果产生一定影响。
1、天气状况的影响:
天气状况对这种比赛的影响可以说是非常大的。主要影响是风力的大小。理想的天气状况应该是几乎没有风,这样才能保证一些需要借助空气阻力来减速的装置能够平稳降落。如果风太大,那么降落伞型、螺旋桨型、双气球型等类型的实验装置就会在风中摇摆不定,准确性会很差,安全性也会大大降低。
2、场地情况的影响:
场地情况的好坏直接影响了比赛成绩。这里的场地场地主要是指装置落地的场地。理想的场地应该平坦、松软,这样会大大增加成功的几率。遗憾的是这次比赛场地是大理石地面,平坦尚还可以,但是坚硬无比,这无疑是对装置的一次严酷的考验。这就要求我们的装置一定要结实,缓冲效果要好。
3、装置制作情况的影响:
装置制作的好坏具有很大的不确定性。试验时试验成功并不代表着在正式比赛中会成功。因为试验时整个装置从十几米高的地方落下,会造成装置整体或局部的损坏,如果再用试验过的装置去比赛,这些损坏造成的影响便会显现出来。会让认为安全可靠的装置出现意外情况。如果再制作一个新的装置,即使原理跟试验时的装置一模一样也无法保证制作得和试验时的装置没有差别,问题往往就出现在这细小的差别上。
4、鸡蛋的大小和形状的影响:
也许你会问:鸡蛋的大小和形状还对试验效果有影响吗?回答是肯定的。经请教物理老师宋老师后得知:鸡蛋越小越不容易破。对此你可能会不理解,其实我也不明白。宋老师给了一个恰当的事例:将大小不等的一筐鸡蛋晃几晃,你会发现:大的鸡蛋先破,小的鸡蛋后破。由此可以得知:小的鸡蛋更结实一点。如果拿两个蛋壳厚薄不同不一样的鸡蛋相碰,一定是蛋壳薄的鸡蛋先破。由此可以得知:蛋壳厚的鸡蛋更结实一点。另外,形状规则的鸡蛋由于受力均匀,会比不规则的鸡蛋结实。因此,所用鸡蛋太长、太圆、太扁或鼓出一块、凹下一块都不行。
如果比赛规则允许自带鸡蛋的话,一定要注意以上内容。如果不让自带鸡蛋,只好听天由命了。
由此可以看出,这种比赛中许多不确定因素都是人们难以预料的。对于前两种影响,对每一个参赛者都是公平的。条件好对大家都好,条件不好对大家都不好。对于后两种影响,要求我们一定要细心,力求将装置调试得完美无缺,比赛时才能确保万无一失。
(二)、临场窍门:
一切准备工作准备就绪后,就只等着实地检验自己的装置了。
正式比赛也并不意味着结局已定。经分析,这里面还是有很多窍门的。
首先,一定要将自己的装置对准投掷点。如果没有对准投掷点,装置落地时还有什么准确度可言?对准投掷点,可以先向下扔一个小石子,看小石子落地点与起落点的关系,再根据这个确定自己装置的起落点。可以反复试验几次,以找到最好的起落点。
再次,对于要求稳定下落的装置,一定要调整好落地面朝下,确保重心稳定,装置的这种姿态一定要求重心最低,才会避免装置在空中翻滚、摇摆、抖动。如果重心不够低,可临时在装置底面捆绑一个重物。但这样会使装置重量大大增加,这是不得已而为之呀。
最后,尽量将装置置于所允许高度的最低点,这样下落高度就会降低,装置落地时的速度就会降低,增加了安全性。
四、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。即使装置在空中翻滚,也不会对装置的安全性产生太大影响。
4、材料来源广泛。因为所选材料是泡沫、棉花等常见材料,因而便于寻找,装置的造价也不会太高。
5、成功几率高。只要保护材料足够厚,保护效果足够好就可以了。无须进行各种调试,使装置状态最佳。在下落过程中无须手动干预,就不会因人们可能的失误而对比赛产生影响了。
因而,“外包装型”方案应该是最好的。最好只是相对而言,其实这种方案也有缺点,那就是落地后可能会反弹,影响了准确性。
解决的方法就是在装置外包一层弹性较小的材料,使得装置落地后不会弹起。另外,在装置外面贴双面胶也是一个好方法。
五、总结分析:
高空坠蛋,看似不可能的事情经过一番讨论分析也会变成现实。科学的魅力正在于此。它能用科学的手段解决这种类似问题。小小的高空坠蛋中竟有这么复杂的内容,竟蕴涵着这么多的科学道理,不禁想起毕达格拉斯的一句话:处处留心皆学问。
留心身边的小事吧!其中会蕴涵着丰富的科学道理,只要我们去发现,去实践。科学真理的大门刚刚向我们敞开,里面充满了神秘与未知,等待我们去探索!