转动惯量=回转半径乘以重力(用两米吸管在太空喝水、扳手自动翻跟头,一文速懂天宫课堂”实验课)

航天员于10月12日下午15时45分,在空间站内成功进行了“天宫课堂”第三课的授课。这次授课是由神舟十飞行乘组的陈冬、刘洋和蔡旭哲三位航天员在完成四个多月太空生活后首次进行的太空教学活动。
随着直播的开始,航天员们首先向观众介绍了“问天”实验舱及其内部实验柜的基本原理。随后,他们展示了一系列有趣的太空实验,包括毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水和神奇的扳手实验。接下来,我们将逐一解析这些实验背后的物理原理。
首先是毛细效应实验。在地面上,当我们将细玻璃管插入水中时,液面会上升,且玻璃管越细,液面上升得越高。这是由于毛细管内水的表面张力和重力之间的平衡作用。在太空中,由于失去重力,只有表面张力起作用,使得水可以在玻璃管内自由移动,无论管子的粗细,都能慢慢充满整个管子。在空间站的实验中,陈冬老师展示了这一奇妙的物理现象。
接下来是水球变“懒”实验。在空间站中,由于表面张力的作用,一团水可以在空中形成大水球。当刘洋老师向水球中添加一个大钢球时,水球的晃动会迅速减少。这与我们在日常生活中端一碗水时加入纸张使水面稳定的现象类似。这是因为加入固体产生了额外的“阻尼作用”,使水球能够快速稳定下来。
第三个实验是太空趣味饮水。在地球上,用细长管子喝水的高度有限,而在太空中,由于失去重力,水不会产生压强,使得航天员可以轻松用吸管喝到水。
最后一个实验是神奇的扳手实验。当陈冬老师让扳手旋转时,扳手会不断翻跟头。这种现象被称为贾尼别科夫效应,与扳手的旋转方式和质量分布有关。这个现象在太空中更容易观察到。
这次太空课堂的内容以物理实验为主,这是因为空间站的微重力环境与地面不同,为展示物理现象提供了独特的条件。通过这一系列实验,观众可以更加深入地了解微重力环境下的物理原理。
