A-Level物理:两本书居然要两辆坦克才能拉开?

 时间:2022-06-22 15:17       来源:A加未来国际教育        174次浏览
最近在网上看到了一个比较有趣的实验,将两本各500页的书交叉重叠在一起,居然需要两辆坦克数分钟才能拉开!这是什么原理呢?作为学习 A-Level 的学生,我们是否可以通过所学的知识

 

  最近在网上看到了一个比较有趣的实验,将两本各500页的书交叉重叠在一起,居然需要两辆坦克数分钟才能拉开!这是什么原理呢?作为学习A-Level的学生,我们是否可以通过所学的知识对这一实验进行解释呢?下面来听A加未来李老师的讲解。


  但凡有一点物理基础的人都会知道,实验中两本500页书的摩擦力(Friction)为两页纸的摩擦力*500页,是要远低于两辆坦克共计4吨的拉力(tension)的,那么为什么两本书能和两辆坦克斗个旗鼓相当呢?


  这是因为两本书互相隔页插入后,书面变得不再平整,形成了下图的形状:



  大家可以从上图中看到几乎每张纸都发生了倾斜,所以此时书本两边产生的拉力(tension)将不仅仅作用在书页的水平方向上,会有垂直于书页水平方向的分量,而摩擦力等于正压力(Positive pressure)乘以摩擦系数(friction coefficient),公式为F=N*μ。



  也就说产生的拉力(tension)越大,正压力(Positive pressure)就会越大,两本书就会在正压力的作用下越紧,产生的摩擦力(Friction)也会随之增加。看到这里各位是不是以为这将会形成一个死循环呢?


  各位不要忽略一点——书页的倾斜角度是会随着正压力(Positive pressure)的不断增加而不断减小的,书页的倾斜角度越小,正压力越小,所以最终摩擦力(Friction)还是敌不过拉力(tension)的,这也就解释了为什么两辆坦克数分钟才能拉开两本互相交错的书。


  A-Level物理考纲


  第一单元:粒子和辐射

  主要学习内容:原子的结构、包括质子、中子和电子、核力的作用、以及粒子和反粒子之间的相互作用。


  第二单元:波

  主要学习内容:行波和驻波的特性和性质以及应用、折射和衍射、纵波和横波的性质。


  第三单元:力、能量和动量

  主要学习内容:标量和向量、直线和运动、位移和速度以及加速度、牛顿定律、动量、功、能量和功率。



  第四单元:电流

  主要学习内容:构建电路、串联和并联电路、电压和电阻之间的关系。


  第五单元:力学和热物理

  主要学习内容:圆周运动和简物理谐运动、学习材料的热性质、理想气体的性质、分子动力学。


  第六单元:磁场

  主要学习内容:引力、静电学、磁场理论。


  第七单元:核子物理

  主要学习内容:核能、不稳定原子核的性质、能量和质量之间的联系。


  第八单元:医学物理学

  主要学习内容:辐射的风险和收益、医学物理学、基本的原子结构和电路。


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