Physics 101 students investigate conservation of energy by catapulting eggs across the Great Lawn
物理101的学生通过在大草坪上弹射鸡蛋来研究能量守恒

和物理专业的学生一起打鸡蛋

威博体育的学生们带着手术管,威博体育探索着深层次的问题。

克里斯·利德盖特1990年写的 | 2014年12月1日

前几天在去图书馆的路上,我看到了一个有趣的景象:十几个物理101的学生用一个临时的弹弓在大草坪上发射鸡蛋。

学生们正在把能量守恒原理威博体育到一个棘手的问题上——确定一个鸡蛋在撞击地面时真正粉碎所需的最小轨道角度。

乍一看,实验设备——一些结实的前臂和一段手术导管——似乎相当原始。但在物理学中,和其他领域一样,表象往往具有欺骗性。事实证明,这项研究只需要进行四次测量。首先,鸡蛋发射到空中的角度。第二,发射场和着陆场之间的距离。第三,鸡蛋的质量。第四,草的高度。有了这些数字,学生们就可以计算出鸡蛋撞击泥土的力。

让学生们非常沮丧的是,前几枪没能打碎鸡蛋(他们推测,最近的降雨可能软化了地面)。然而,在第三次尝试中,在一个52度的角度和59米的水平位移中,无畏的鸡蛋最终被摧毁了,聚集在一起的旁观者发出了一片欢呼。

成群地回到实验室,学生们开始了实验的下一阶段——把铁块堆在泡沫衬垫里的鸡蛋上,以确定敲开鸡蛋所需的力(一门残酷的科学,物理学)。最后,他们将这个数字与牛顿第二运动定律得出的数字进行了比较。

有趣吗?是。无聊的?绝对不会。实验证明了能量守恒,引发了关于碰撞建模最佳方法的争论,并提出了关于结构完整性的问题。和威博体育物理专业的学生谈论这个话题,不管多长时间,你很可能会讨论自行车头盔、炮火,以及科里奥利效应是否在福克兰群岛战役中发挥了作用。在第一次世界大战中,英国“灵活号”巡洋舰发射的炮弹一直落在德国目标后面。

我一直很钦佩里德研究物理的方法,最近我偶然看到尼古拉斯·惠勒(Nicholas Wheeler)教授55年(物理学1963-2010)的一句话,他的话令人愉快地浓缩了这一点:“我的抱负是找到事物的根源,”他说。“当时我仍然认为这是可能的,但底部比我想象的要深得多。”

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