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    文摘报 2025年08月02日 星期六

    在家就能做的物理小实验

    《 文摘报 》( 2025年08月02日   02 版)

        吹气大力士

        找一些旧报纸,将它们剪开后用胶水粘成一个小袋子。等胶水干透后,试着把纸袋吹鼓。你一定会发现这很容易做到。不过,如果在纸袋上放几本书,你觉得还能那么容易地把纸袋吹鼓吗?

        首先,将干透的纸袋平放在桌面边缘,将一本书平放在纸袋上面,再把一本书竖在平放的书上。然后,向纸袋里吹气。我敢说,你会像大力士一样,不仅能将纸袋吹鼓还能将上面的书掀翻,那么,为什么会这样呢?

        纸袋外的空气压强大约是10牛顿/平方厘米,假设我们向纸袋内吹气会使纸袋内外的压强差为1/10,也就是说,每平方厘米的面积上向外的压力比向内的压力多1牛顿。如果我们制作的纸袋是一个边长为10厘米的正方形,那么纸袋的表面积就是100平方厘米,纸袋向外的压力就比向内的压力多了大概100牛顿,大约可以推动20斤的重物,这么大的力当然足以将书掀翻啦。

        纸片为什么不会掉下来

        首先,准备一个玻璃杯或一次性纸杯、硬纸片或明信片、清水。然后,在玻璃杯中倒满水,用一张比杯口略大的硬纸片或明信片盖住杯口,不要留缝隙。用手指轻轻地压住硬纸片,慢慢将杯子倒扣过来。最后,小心地松开压住硬纸片的手,如果硬纸片留在杯口,水没有流出来,实验就成功了。

        此时你可以保持这个姿势移动玻璃杯,或者轻轻旋转一下玻璃杯,水依然不会流出来。猜猜为什么一张小小的硬纸片能够承受一杯水的重量呢?

        其实,并不是硬纸片承受住了水的重量,而是硬纸片受到了空气压力的支持。也就是说,空气施加给硬纸片的向上的力大于玻璃杯中水施加给硬纸片的向下的力。玻璃杯里的水不过几百毫升,而空气对硬纸片的压力比这些水施加给硬纸片的压力大多了。

        隔水取硬币

        将一枚硬币放在盘子里,然后往盘子里倒水,让水刚好没过硬币。你有办法在不碰到水的情况下从盘子里拿出硬币吗?

        我们用一个玻璃杯和一张燃烧的纸就可以做到。你可以请家长一起完成下面的实验。首先,将燃烧的纸放进玻璃杯,再将杯子倒扣在盘子里的水中,注意不要扣住硬币。当纸燃尽,杯子里变得烟雾缭绕时,你会看到盘子里的水全部被吸进了杯子里,这时,我们就可以在不碰到水的情况下拿起硬币了。

        为什么会这样呢?这种神奇的力量就是大气压。燃烧的纸会加热杯子里的空气,使其膨胀。气压升高,将一部分空气挤到杯子外去。当纸燃尽后,杯子里的空气又会变冷收缩,气压随之下降,这时杯子外的气压更高,就会将盘子里的水“赶”进杯子里。

        (来源:《物理老师这样说》北京科学技术出版社2024年出版 [俄]雅科夫·伊西达洛维奇·别莱利曼)

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