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简易饮水鸟

2021-10-13 06:05刘伟霞
军事文摘·科学少年 2021年9期
关键词:面巾纸底座勺子

刘伟霞

饮水鸟是一种非常流行的玩具,只要小鸟的头部接触水后,它就可以不停地来回摆动和点头饮水。据说这种类似“永动机”的状态曾让大科学家爱因斯坦惊叹不已。

这么神奇的玩具你想拥有吗?今天,就让大家利用生活中的常见物品做一个简化版的“饮水鸟”,它同样具有“头部接触水后不停运动”的特点。下面,就请大家和我一起做一做吧!

一、所需材料

盛满水的杯子1个,玻璃碗1个,一次性塑料勺(边缘较高,能盛住较多水)1把,细铁丝(长约20厘米)1根,墨水1瓶,面巾纸1张,裁纸刀1把。

二、制作过程

1.把细铁丝做成支架。细铁丝对折,一半用来做三角形底座;一半折成直角,并且使该直角竖直的边(与底座相连的边)的长度低于水杯高度1厘米左右。

2.用裁紙刀在勺子上戳洞。首先用手指掂一掂勺子,找到使勺子保持平衡的状态:然后在手指与勺子接触的上方边缘处,找两个与勺子长轴左右对称的点,用裁纸刀的刀尖戳上小洞。(注意:儿童使用裁纸刀要在成人的监护下进行)

3.弯折面巾纸。选取面巾纸的一部分,卷成3厘米长的细条,然后在距边缘1厘米处对折。

4.组合材料,搭建“饮水鸟”装置。向杯中倒入一些墨水,用细铁丝穿过勺子的两个洞;然后把细铁丝三角形底座放在玻璃碗中,并用墨水瓶固定;最后把折过的纸条放在勺柄末端,使其1厘米长的边浸入墨水中。

5.静静观察,等待“饮水鸟”的出现。墨水会迅速沿着纸条上爬,并慢慢越过拐角流入勺子头中。勺子里的水越聚越多,在某个时刻会突然向下摆动,将水倒入玻璃碗中,然后又迅速复位。纸条不断吸水,不断重复这一过程,从而出现“头部接触水后不停运动”的景象。一个简易版的“饮水鸟”就大功告成了!

三、常识解析

简易版“饮水鸟”不停运动的奥妙是什么呢?

其实,这与毛细作用和重心有关。毛细作用是指浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象。面巾纸中有许多细小的孔道起着毛细管的作用,水是浸润液体,这样水就可以沿着纸巾攀爬,并且越过拐角处一直到达纸条的末端。

同时,由于铁丝支架的竖直边低于杯子高度,这样勺柄成倾斜状态,水就会在重力的作用下流入勺子头中。当勺子中的水越聚越多,加重了勺子头部的重量,使勺子、勺子中的水、沾满水的纸条组成的系统重心偏离到勺子头处,水就会泻下来。水流出后,系统的重心偏向勺柄处,于是勺子向杯子的方向返回,然后纸条继续吸水,不断重复以上过程。

(本栏目合作单位:中国科学技术馆)

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