EPISODE · May 23, 2023 · 2 MIN
什么是珠链喷泉现象?
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你见过珠链喷泉(chain fountain)吗?将杯中堆积的珠链的一端往外一拉,你会发现,链子并不只是简单地在重力作用下往下落,而是似乎表现出了反重力的状态:会先向上高高升过杯顶再落下,就像喷泉一样运动。而且手持珠链之人所处高度越高,链条的长度越长,珠链“喷”出的高度也会随之变得更高。这个实验并不复杂,所需材料也很简单,你在家里就可以复刻:只需要一条足够长的珠链,一个杯子。说不定你小时候就玩过,还觉得很神奇。不过这个现象一开始并不那么出名,直到2013年Steve Mould将这段珠链喷泉的视频上传到YouTube上才引起了物理学家和科学爱好者们的广泛关注。剑桥大学的约翰·比金斯(John S. Biggins) 和马克·华纳(Mark Warner)认为:驱使珠链向上运动的作用力并不是来自于已经脱离容器的珠链,而是来自于仍停留在容器内的那一部分珠链。珠链其实是由一根根短棒连结而成的。当一根短棒水平放置在杯中时,如果你用一个向上的力拉扯这根短棒,会发生两件事:短棒的一端会被抬起,同时也会发生旋转;短棒的另一端会向杯底所在的平面施加一个向下的力,平面则会产生一个相应的反作用力。而在珠链中,短棒是与其他短棒连在一起的,因此,短棒的另一端便会受到来自容器或是其他短棒的反作用力。换句话说,当重力向下拉时,链条本身就会向上推——正是这些对立的力产生了神奇的珠链喷泉现象。
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