@ 2019.01.14 , 14:00

弹橡皮筋的物理学

科学家们将目光瞄到了橡皮筋弹射的物理过程之上。

你右手捻住皮筋的一端,左手拉住另一端,拉伸皮筋达到某个限度——再松手。研究人员利用高速录制的视频分析了这一过程。

波士顿大学的机械工程师亚历山德·罗斯奥拉蒂斯和詹姆斯·伯德发表在《物理评论快报》上的论文向我们描述了他们的研究过程,以及从中总结出的弹橡皮筋的若干技巧。

研究人员专注于一种特殊的抽弹技术:一只手竖起的拇指环绕皮筋,用另一只手的食指勾住回拉皮筋,然后释放。通过使用圆柱而不是拇指来标准化操作,科学家们拍摄了到了皮筋回复过程的全部细节。

弹橡皮筋的物理学

当手指松开橡皮筋时,带中的张力使其一端快速冲向圆柱。科学家们发现,与此同时,皮筋环住圆筒本身的那一端以比张力释放更慢的速度松弛,远离圆柱。

当用皮筋环绕拇指抽弹时,皮筋整体向前的运动可能会影响到快速弹击的精度,拇指阻碍了运动并使皮筋歪斜。但是如果经过大量的有针对性的训练,我们可以在松开食指的同时,缩回另一只手的拇指。然后皮筋无保留地释放出自身的弹性势能,在高速摄像机下,能看到它进一步压缩扭曲的形状。

通过测试不同的射击策略,研究人员总结出了一些指导方针。

不要拉得太紧:额外的张力会增加飞行速度,导致无法适时收回拇指以避免被打中。

并且皮筋越宽越好。这是因为拇指将对更宽的带子施加更大的力,这样当带子被释放时,拇指承受的力道消失,顺势弯曲,避开橡皮筋的所用的时间就越充裕。

本文译自 sciencenews,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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