我们将继续回忆宇航员唐纳德·佩蒂特(Donald Pettit)拍摄的不寻常且精美的流行科学视频“
Science off Sphere ”。
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第一部分
第8集浆液
如果我们用笔记本电脑扬声器上的
非牛顿流体代替水(在这种情况下,是煎饼糊稠度的淀粉溶液),就会产生奇怪的效果。 在非牛顿流体中,粘度取决于速度梯度。 玉米淀粉会增加其剪切粘度,因此,在振动动力学上,部分溶液的行为会像固体一样,并且会飞走。 但是,从振动源移开后,溶液将再次变成液体,并开始经受表面张力,该张力将其拉回到扬声器中。 结果,出现了一种复杂的形式,它将改变其外观并远离扬声器,从而使它们看起来好像还活着。
问题:玉米淀粉会增加剪切粘度。 如果不使用降低剪切粘度的物质(例如番茄酱)怎么办?
答案降低剪切粘度将趋于分散而不是堆积。 在振动终止的圆柱体边缘,此类物质将聚集并形成环。
第9集Electrodgeridou
Didgeridoo是澳大利亚原住民的民间乐器。 一到三米长的桉树管不适合联盟号,因此唐纳德必须进行实验。 事实证明,在国际空间站上有用于吸尘器的管道,事实证明它们发出的声音非常相似(与
原始工具相比 )。 只是一根管子,带有喷嘴的管子或两条相连的管子的声音不同。 为了不仅改善听觉,还改善视觉,Don Pettit和Daniel Burbank将声音实时记录在麦克风上,并将其馈送到扬声器。 最终的实验工具将科学,文化,物理和清洁项目混合在一起。
问题:为什么柱子上的水量会影响飞溅物飞出的频率?
答案水越多,表面积越大。 扬声器用力作用于水半球,增加内部压力。 压力是力除以面积,因此,在较大的液滴中,相同的声音将产生的压力要小于在较小的液滴中。 压力越低,在某点克服表面张力的可能性就越小,新的液滴就会飞走。
情节10. Legowatts
国际空间站上有乐高积木。 甚至更有趣的是,甚至有官方的NASA手册,其中包含有用的教育结构示例。 但是,由于Lego的想法具有创造力,因此Donald庄严地拒绝了这些指示,并用
Leyden罐子收集
了Van de Graaff发电机 。 这些古老的设备(莱顿银行即将使用275年,发电机-90)在ISS上看起来有些奇怪,但是仍然可以正常工作。 范德格拉夫(Van de Graaff)发电机可让您获得非常高的电压(电流很小),而莱顿银行是一个简单的电容器。 由于其工作,获得了明显可听见的放电。 在视频的结尾,唐纳德用不同的材料摩擦聚苯乙烯,告诉他正电荷或负电荷。 结果,带电的泡沫被吸引到带相反电荷的发生器上或从同名的电中排斥。
问题:为什么家用电压为220伏特的生命危险,但唐纳德可以安全地触摸电压为3万伏特的莱顿罐,这对家庭生命有危险?
答案杀死电流,而不是电压。 电压仅决定电流的流动方式(随之而来的是,很小的电压,即使是大电流也不会流过人体,也不会造成危险-大约Perev)。 莱顿银行的电压可以为30,000伏,但电荷非常小,这意味着电流将非常小。 Van de Graaff发电机产生的电流很小,因此在电厂中使用它是没有意义的。 而且插座可能有很大的电流,这使其致命。
第11集。在零重力下爆裂球
小时候,你们中的一些人将球装满水,然后将其从高处扔掉(或扔向其他人)。 成为一名宇航员真是太好了-您可以在太空中往水里扔气球,并将其称为流行的科学转移。 严重的是,在球破裂后,水中发生了有趣的事情。 首先,产生两个冲击波,形成类似于圆柱体的图形。 然后,形似水的水就变成了土豆,如果他们给了她时间让自己平静下来,最终她将变成一个球形。
问题:为什么水在圆柱形和马铃薯形之间波动?
答案当球破裂时,水呈土豆状,并且从端部向内出现冲动。 最可能的原因是球的末端较粗。 然后将水弄平成圆柱体,表面张力使它完全散开。 此时,表面张力从侧面压缩水,使其变成马铃薯状,并重新开始循环。 随着时间的流逝,水会平静下来,成为一个球形。
第12集弹簧的理论
在零重力下,弹簧将仅克服对空气的摩擦力(很小),并且悬浮在弹簧之间的螺母将非常稳定地振荡。 振荡周期取决于质量,而空间比例尺就是根据这个原理工作的-宇航员取代了弹簧上的螺母。 但是通过将弹簧附着到摆锤上来模拟重力并不是特别成功-事实证明它是谐波振荡器,因为振荡的周期将取决于质量(在物理和数学摆锤中,负载的质量并不重要)。
问题:第一个螺母在21.26秒内产生20次振动,第二个-10.7秒,第三个-14.2秒。 螺母相对于彼此的质量是多少?
答案第一个螺母比第二个螺母重3.95倍,比第三个螺母重2.24倍。 第三重是第二重的1.76倍。
说明:在任务中,仅螺母的质量发生变化。 它与1 /(f)^ 2成正比。 知道了频率,我们就得到了质量比。
第13集Astroduv
零重力下最简单的动作“吹水”会引起表面波和内部波的复杂相互作用,这种相互作用也是如此美丽,以至于几乎一半的视频我们都能听到唐纳德的愉悦感。 如果洒水而不是洒水,那么更大的冲动甚至会在水中产生大气泡。 在这种情况下,由于毛细作用力,水泡被保持在框架中,并粘在电线上。 然后,
“成为盒子” ,为了节省资源,我们将喝醉实验。
问题:水的体积如何影响水球对波浪的响应?
答案随着水球的增加,其质量也会增加,并且水球将具有较大的惯性。 越来越多的来自空气的动量将进入波的形成,而越来越少的将进入球体的运动。 与较小的身体相比,较大的身体波动会导致较大的水向后运动。 同样,表面振动将需要更长的时间才能到达球体的另一端。
第14集溜溜球
即使在溜溜球之类的玩具中,如果需要,您也可以找到很多物理特性,尤其是在零重力的情况下。 唐纳德(Donald)显示了溜溜球的技巧,并为它们发明了名字(谁先发明了这个技巧就把它叫做,但是在溜溜球的失重状态下,他们似乎还没有采用它)。 该视频包含唐纳德(Donald)一段相当有趣的长篇文章:“了解玩具的物理原理。 如果您了解其工作原理,则可以进行精彩的对话。 如果您是男生,则可以用有关物理的故事打动女孩。 当然,有些女孩对此不会感兴趣,但是无论如何您都不应与此类女孩交流。 相反(对于女孩),它也有效。 而且,您可以找到一份好工作,并在空闲时间玩得开心。”
问题:在实际卫星中如何使用“电缆操纵”(
0:50 )技巧?
答案唐纳德的溜溜球在具有动量传递的电缆系统中充当终端质量。 唐纳德(Donald)扭绞线(电缆),在溜溜球上产生向心力。 鉴于两体系统围绕一个共同的质心旋转,并且唐纳德的手模仿了一颗卫星,所以溜溜球和手将不断受到加速。 如果释放最终质量,则会发生动量传递,这将导致卫星轨道发生变化。
为了清楚起见,图示:

注意事项 佩雷夫 -对Fotino太空舱进行了类似的实验,该太空舱已
成功通过电缆
从轨道带入 。