教学仪器产品--会飞的绳子

中午好朋友们！我是菏泽市教育教学仪器总厂的刘帅！生活中我们总能见到一些好玩的产品，但是又不知道什么原理，好像知道结果。今天给大家介绍一款我们总厂研发的教学仪器产品--会飞的绳子。

启动台面上的按钮，绳子会转起来，结果这根绳子摆脱了重力，能跟随操作移动，指向前方。大家会很好奇柔软的绳子为什么旋转后会飞起来！当两个滚轮以一定转速，向前上方抛出绳子时形成的轨迹，首先以上凸曲线上升，由于绳长的限制，经过顶端的转折后，又于下凸曲线回到原点，绳子上的每个点都沿相同的轨迹，进行周而复始的循环，在这个循环中，教学仪器产品--会飞的绳子始终处于绷紧状态形成张力，原因是绳子受到滚轮入口处摩擦力的牵拉，在不停的进入滚轮入口，同时又在滚轮出口处被抛射出来具有一定的速度，而绳子之所以能飞起来，正是在自身的张力和抛射速度，二者的协同下才能完成，如果在失重环境下，当绳子向斜上方抛射时会沿直线运动，然后经过一个圆弧在直线返回，观察转折处的绳子会发现圆弧上的质点由于绳子的张力，而受到来自左右两侧的拉力，合力指向圆心形成维持质点圆周运动的向心加速度，圆弧在离心作用下具有远离的趋势，将绳子绷紧从而维持了这个轨迹，但是放在地球上，绳子轨迹就会发生变化，由于绳子上的质点受到了重力从发射起点到转折圆弧处，质点在铅锤方向的加速度保持一个G，因此轨迹就变成了爬升时不断减速，前进的下坠段又在重力下加速的抛体运动，在返回的区间里质点高度降低，势能不断转化为动能，重力持续做正功，让质点的速度越来越大，回到滚轮入口处时又达到了滚轮的线速度，于是周而复始，因此将这个椭圆维持在空中的任务，很大一部分要交给尖端的圆弧，将两边绳子绷紧，才能形成椭圆形的闭合曲线所以这个椭圆形轨迹能否形成就是滚轮的转速和绳子的长度，绳子长度较大时则椭圆的厚度也较大，这说明绳子越短，绳子张力就越大，越容易椭圆形轨迹。这款教学仪器产品可以定制，有需要参观体验的的可以来菏泽市教育教学仪器总厂！

                                     【文:刘帅】

                                                                                                                              2022年01月08日