“飓风球”翘起的原因及动力学分析CAUSE AND DYNAMIC ANALYSIS OF THE HURRICANE BALLS RISING
苏晓强,张玉,程留永
摘要(Abstract):
飓风球是一种非常有趣的物理现象,两个连接在一起的钢球在吸管吹气的作用下以极高频率旋转。当旋转速度超过某一临界值时,一端的小球将会翘起而脱离桌面。本文从刚体动力学的角度,利用角动量定理对飓风球的翘起过程进行了动力学的分析,得到了翘起角度与转速之间的关系以及不同直径小球翘起的临界角速度,并通过实验进行了验证。
关键词(KeyWords): 飓风球;翘起角度;临界角速度;IYPT
基金项目(Foundation): 山西省研究生教育改革课题(2019JG102;2019JG103);; 山西师范大学教学改革创新项目(2019JGXM-28;2019JGXM-29)
作者(Author): 苏晓强,张玉,程留永
参考文献(References):
- [1] JACKSON D P,DAVID M,PEARSON B J.Hurricane balls:a rigid-body-motion project for undergraduates[J].American Journal of Physics,2015,83(11) :959-968.
- [2] ANDERSEN W L,WERNER S.The dynamics of Hurricane balls[J].European Journal of Physics,2015,36(5):055013.
- [3] 周衍柏.理论力学教程[M].3版.北京:高等教育出版社,2009.
- [4] 陈世民.理论力学简明教程[M].2版.北京:高等教育出版社,2008.
- [5] 史振宇,丁益民,张余梦,等.利用Tracker研究气垫导轨上弹簧振子运动[J].物理与工程,2018,28(5):78-81.SHI Z Y,DING Y M,ZHANG Y M,et al.Using Tracker to study the mechanical motion of spring oscillator on the air cushion guide[J].Physics and Engineering,2018,28(5):78-81.(in Chinese)
- [6] LEIMANIS E.The general problem of the motion of coupled rigid bodies about a fixed point[M].Berlin:Springer-Verlag,1965.