咦!水壺自己浮在半空中?雞蛋居然懸在杯沿上?水里的光束會自動拐彎?用鐘表也能測出方位……這些看似神奇的科學(xué)游戲,其實(shí)根本不用高深的技巧,只要利用小小的科學(xué)原理,每個孩子都能創(chuàng)造讓人眼前一亮的奇跡。
用時(shí)鐘測方位
雖然沒有指南針,但只要有陽光,時(shí)鐘就可以告訴你哪里是南方。
1. 將時(shí)鐘平放,在其短針的前端豎一根小樹枝,使樹枝的影子剛好與短針重疊,這時(shí)短針剛好指向太陽。
2. 這時(shí),短針與12點(diǎn)刻度線成角(較小的角)的二等分線就是南方。請注意在清晨6點(diǎn)以前和傍晚6點(diǎn)以后,南方則位于較大成角的二等分線方向上。
為什么
地球24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周,所以太陽相對于地球每小時(shí)向西移動15度。時(shí)鐘上的時(shí)針是12小時(shí)轉(zhuǎn)一圈,即每小時(shí)移動30度,比太陽的移動快了一倍。所以在估測方向的時(shí)候,將時(shí)鐘平放,把時(shí)針對準(zhǔn)太陽,時(shí)針與12時(shí)刻度線的夾角的二等分線所指的才是南方。中國大部分地區(qū)位于北回歸線以北,正午12點(diǎn)時(shí),太陽在正南方。以上午9點(diǎn)鐘為例,此時(shí)太陽還未移到正南,只移動到東偏南45度的位置。這時(shí)將時(shí)鐘上9點(diǎn)的時(shí)針指向太陽的方向(即東偏南45度),那么時(shí)鐘上12點(diǎn)的刻度相應(yīng)地向南移動,指向南偏西45度。這樣,時(shí)針與12點(diǎn)刻度所成角的二等分線就指向正南方。
這一計(jì)算方法與時(shí)區(qū)有關(guān),中國統(tǒng)一使用的是東八區(qū)的時(shí)間,但實(shí)際上有些城市并不位于東八區(qū)。如成都,按標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)計(jì)算的時(shí)間應(yīng)比北京晚1小時(shí),所以在用這一方法計(jì)算時(shí)應(yīng)該將時(shí)間拔慢1小時(shí)。
紙盒堆高不會倒
將紙盒一個一個摞起來,即使最上方的盒子比最下方的盒子伸出去了一個盒子的長度,這堆紙盒也不會倒。
1. 準(zhǔn)備8個新的面巾紙盒,一個個地往上摞。
2. 使最上方的盒子比它下面的盒子伸出半個盒子的長度。接著,使從上往下數(shù)的第2個盒子比第3個盒子伸出1/4的長度。
3.依此類推,使上方的盒子比下方的盒子伸出1/6、1/8、1/10、1/12、1/14的長度。于是,最上方的盒子就會比最下方的盒子伸出整整一個盒子的長度。(以上盒子的伸出長度是理論值。實(shí)際操作時(shí),可能要短一點(diǎn)。)
為什么
最上方的盒子之所以能夠比最下方的盒子伸出整整一個盒子的長度,是因?yàn)?,?jīng)過這堆盒子整體的重垂線與地面的交點(diǎn)位于最下方盒子的內(nèi)側(cè)。當(dāng)這個交點(diǎn)位于最下方盒子的外側(cè)時(shí),在重力作用下,上面的盒子就會翻轉(zhuǎn)倒下。理論上,從上往下數(shù)第N個盒子可以伸出下一個盒子的長度,是它的1/(2·N)。