鄭永強(qiáng)
一、慣性實(shí)驗(yàn)
如圖1 所示,在裝有水的杯子上放一塑料片,把雞蛋放在塑料片上。用塑料尺猛彈塑料片,塑料片在水平方向上受力飛走,而雞蛋在水平方向上幾乎不受力,保持慣性而靜止,在重力作用下而落入杯中。在此實(shí)驗(yàn)中,雞蛋在水平方向上并不是不受力,而是所受的力相對(duì)很小,可忽略不記。
二、浮力實(shí)驗(yàn)
如圖2 所示,雞蛋放在清水中會(huì)沉入水底; 若放入事先配好的鹽水中,雞蛋會(huì)浮在水面;如果配制合適的鹽水,雞蛋會(huì)懸浮在水中。也可以用雞蛋制作浮沉子。把雞蛋放入清水中,用長(zhǎng)頸漏斗將少量濃度較高的鹽酸注入容器底部,蛋殼中的碳酸鹽與酸反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳附著在蛋殼上,雞蛋所受的浮力增大,雞蛋上浮;上浮后氣體放出,浮力減小,雞蛋下沉,如此反復(fù)。這類實(shí)驗(yàn)是利用雞蛋的密度與水接近的特性。經(jīng)測(cè)量新鮮雞蛋的密度在1.108 ×103 kg/m3 ~1.109 ×103 kg/m3 之間,因此用雞蛋較容易做這類實(shí)驗(yàn)。
三、瓶吞蛋實(shí)驗(yàn)
瓶吞蛋是一個(gè)說(shuō)明大氣壓存在的生動(dòng)實(shí)驗(yàn)。如圖3 所示,找一個(gè)瓶口比雞蛋略小的玻璃瓶,點(diǎn)燃蘸了酒精的棉花,投入瓶中,把剝了殼的熟雞蛋封在瓶口,瓶?jī)?nèi)的火熄滅,溫度降低,氣壓減小,由于瓶?jī)?nèi)外的壓強(qiáng)差把雞蛋壓入瓶中。如果使瓶倒置,并對(duì)玻璃瓶進(jìn)行加熱,可以使吞入瓶?jī)?nèi)的蛋再吐出來(lái)。有人用氣球代替雞蛋來(lái)做該實(shí)驗(yàn),雖然比較經(jīng)濟(jì),但由于氣球本身是軟的,就缺少必要的懸念。
四、瓦碎蛋全
瓦碎蛋全是一個(gè)精彩的演示實(shí)驗(yàn),能有效地提高同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣。在桌子上攤一塊海綿,在海綿上放4 個(gè)雞蛋,在雞蛋上再放一塊海綿,海綿上放一塊木板,在木板上摞三四塊磚,再在磚上放一塊瓦片。用錘子猛地敲擊瓦片,瓦片被擊碎,而下面的雞蛋卻安然無(wú)恙。這個(gè)實(shí)驗(yàn)與雜技中的肚上砸石、頭頂開(kāi)磚等有異曲同工之處。由于錘子與瓦片的接觸時(shí)間較短、面積較小,破壞力主要集中在瓦片上,而向下傳遞后雞蛋受力時(shí)間較長(zhǎng)、面積較大,所以失去破壞性。
五、雞蛋砸墻
雞蛋那么脆弱,平時(shí)需要細(xì)心保護(hù)才不破。用雞蛋去砸用布做的墻能行嗎? 演示時(shí)讓兩名學(xué)生拉住布的四角,讓其他的學(xué)生拿雞蛋用力向墻上砸。由于雞蛋的特殊結(jié)構(gòu),布與雞蛋的接觸面積較大,又加上布是懸著的,蛋與布的接觸時(shí)間被拉長(zhǎng),所以雞蛋不會(huì)破。在實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生開(kāi)始不敢用力,怕雞蛋被扔爛。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)用全力扔而雞蛋仍不破時(shí),都感到不可思議。在演示時(shí),布的下面兩個(gè)角要向上提起,形成一個(gè)皺折,防止雞蛋從布上落到地
上而摔碎。
六、握雞蛋
握雞蛋是我們熟悉的一個(gè)有關(guān)雞蛋的話題。用力握雞蛋,只要用力均勻,一般很難把雞蛋握爛。但是剛出生的小雞卻不費(fèi)力地破殼而出,原因是什么呢? 除了由于小雞的嘴較尖,與蛋殼的接觸面小之外,還在于蛋殼的弧形結(jié)構(gòu)。通過(guò)定量實(shí)驗(yàn)很容易發(fā)現(xiàn),同樣厚度的蛋殼,從蛋殼的外面和里面來(lái)砸蛋殼,兩者所能承受的力明顯不同。
七、立雞蛋
我們都知道哥倫布立雞蛋的故事。那能不能把完整的雞蛋立在桌面上呢? 在我國(guó)的某些地方有一個(gè)立雞蛋的傳統(tǒng),據(jù)說(shuō)在立春時(shí)節(jié)誰(shuí)能把雞蛋立起來(lái),誰(shuí)在這一年將幸福、平安。按照物理學(xué)的觀點(diǎn),只要雞蛋的重心通過(guò)雞蛋與桌面的接觸面,雞蛋將會(huì)處于平衡,只不過(guò)這種平衡屬于不穩(wěn)平衡。若用放大鏡觀看蛋殼,會(huì)發(fā)現(xiàn)蛋殼并不是完美的曲線,而是凸凹不平的。通過(guò)測(cè)量,雞蛋的凸點(diǎn)之間的距離約為0.15~0.18mm ,只要有足夠的耐心,不管雞蛋是生的還是熟的,也不管雞蛋的大頭或者小頭在下面,你都可以把雞蛋立起來(lái)。
如果把雞蛋放在水中,你會(huì)發(fā)現(xiàn)雞蛋一般總是大頭在上面,不論你怎樣放置,松手后總是一樣。這是為什么? 這也是平衡問(wèn)題,在水中除了重力外,雞蛋還受到浮力。與重力有一作用點(diǎn)重心一樣,浮力也有一作用點(diǎn)稱為浮心,當(dāng)浮心高于重心時(shí),雞蛋處于穩(wěn)定平衡。由于雞蛋的氣泡一般在大頭處,所以大頭一般在上面。
八、 生熟雞蛋的鑒定
鑒定生熟雞蛋,通常的辦法是用手撥動(dòng)雞蛋,使雞蛋在桌面上旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)較快的是熟的,旋轉(zhuǎn)較慢且不穩(wěn)定的,則為生的。同樣,當(dāng)雞蛋旋轉(zhuǎn)起來(lái)以后,用手按一下雞蛋也可做出鑒定。靜止的為熟雞蛋,如果放手后仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的為生雞蛋。