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唐山科技馆玩转科学小实验——圆柱体与支撑力

授课老师:唐山科技馆

视频来源:唐山科技馆TSSTM

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一、材料准备:

书、剪刀、胶带、卡纸

 

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二、实验步骤:

1、把第一张卡纸折成四棱柱的情况,并用胶带固定。

 

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2、试试看,它能撑住几本书。

 

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3、很可惜,在放上第五本书后,四棱柱垮塌了。

 

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4、将第二张卡纸做成圆柱,并用胶带固定。

 

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5、再来看看圆柱体的卡纸能撑住几本书。

 

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6、足足撑住了十本书。

 

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三、实验原理:

为什么圆柱形的卡纸可以支撑最多的书呢?这是因为材质的强度和硬度(对抗弯曲的能力)与它的形状有关,当物体的材质及密度相同时,圆柱体的支撑力最好。

通过实验,我们可以观察到,当四棱柱上放重物的时候四个角受力最大,所以最后柱体倒塌的时候,是一个角发生了损坏。变成圆柱体时,因为没有角,压力可以均匀的分散在柱体上,因此可以撑起最多的书。

 

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欧洲中世纪的防御塔通常都是盖成圆形,正是利用了这个原理来防止敌人破坏。如果敌人在任何一个地方挖圆形墙下的土,古堡不会立即倒下,但若是由两面墙形成的墙角被挖空,则城堡很容易倒下。

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