Wie lässt sich Ausschlafen physikalisch erklären?

Es ist wirklich nicht mein Problem, dass ich immer ausschlafen will

Weil...

(Jetzt muss sich meine Mutter keine Sorgen mehr machen, dass ich im Bett bleibe

Experimentelle Ausrüstung

Der markierte Becher, Schere, A4-Papier, Lineal, kleiner Ball (andere Gegenstände können stattdessen verwendet werden)

Versuchsdurchführung

Zuerst versetzen wir das Lineal in einen kritischen Zustand, in dem es kurz vor dem Umfallen steht.

Lassen Sie einen leichteren Tischtennisball senkrecht auf ein Lineal fallen.

Sie können sehen, dass das Lineal umgedreht ist.

Ersetzen Sie den Tischtennisball durch etwas Schwereres

Der Herrscher hat sich unerwartet wieder "umgedreht"

Dann bedecken wir das Lineal mit A4-Papier

Dann trifft ein Ping-Pong-Ball das Lineal

Das Lineal bewegt sich nicht

Weil Tischtennisbälle zu leicht sind

Um den Schwierigkeitsgrad zu erhöhen

Später haben wir schwerere Bälle verwendet

Das Lineal bleibt stabil auf dem Tisch

Liegt es daran, dass A4-Papier zu schwer ist?

Wir falten das A4-Papier in kleine Stücke

Auf Lineal platzieren

Wenn der Ball das Lineal trifft

Das A4-Papier flog heraus.

Schneiden Sie die Kanten des A4-Papiers in gezackte Formen

Beim Schlagen bleibt das Lineal bewegungslos

Wiedergabe in Zeitlupe

Wir können den Moment des Aufpralls sehen

A4-Papier ist wie eine Steppdecke

Das Ende des Lineals festgebunden

Genau wie wir, die morgens nicht aus dem Bett kommen

Wir schneiden das A4-Papier auf die gleiche Breite wie das Lineal

Nochmal zuschlagen

Der Herrscher wurde gestürzt

Wir hatten eine Idee

Schneiden Sie einen Platz in der Mitte des A4-Papiers

Das Ende des Lineals anzeigen

Wenn es wieder zuschlägt

Der Herrscher fiel zu Boden

Und schon haben wir die Lösung für das Problem gefunden, nicht aus dem Bett aufstehen zu können!

Schneiden Sie die Steppdecke einfach kürzer

Oder höhlen Sie die Mitte der Steppdecke aus.

Aufwachen ist einfach

Mama muss sich keine Sorgen mehr um mein Studium machen~

Prinziperklärung

Lassen Sie uns zunächst das Boylesche Gesetz verstehen:

Dieses Gesetz erklärt die Abhängigkeit von Druck und Volumen in einem geschlossenen Behälter. Mit zunehmendem Volumen sinkt der Druck.

Wenn im Experiment ein ganzes A4-Blatt auf dem Lineal liegt, kann man erkennen, dass die vier Seiten des A4-Blatts eng an der Tischplatte anliegen und dass Luft nur schwer in das Innere des Blatts eindringen kann. Wenn das Lineal angeschlagen wird und sich das Ende nach oben neigt, hebt es das A4-Blatt an, wodurch sich das Volumen im Inneren des Blatts vergrößert und der Druck abnimmt. Der atmosphärische Druck außerhalb des Papiers ist höher als der Druck im Inneren, sodass das Papier fest gegen das Lineal gedrückt wird.

Wenn wir in die Mitte des Papiers ein Loch machen oder die Breite des Papiers reduzieren, führt die Wölbung des Lineals dazu, dass sich die Kante des Papiers nach oben wellt, wodurch leicht Luft in das Innere des Papiers gelangen kann. Der Druck innen und außen bleibt konstant und das Lineal fällt natürlich zu Boden.

Herausgeber: Litchi

Quelle: Institut für Physik, Chinesische Akademie der Wissenschaften