快乐物理一本搞定
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奇妙的纸风车

下面让我们一起做一个简单的风车,首先在桌子上立一根针,然后取一张极薄的正方形纸片,再将纸片进行两次对折,最后把针顶在纸片上两个折痕的交叉点,即纸片的中心位置,这样纸片就不会掉下来而是平稳地立在针上。于是,一个简单的风车就完成了。假如你对着它轻轻地吹一口气,你会发现纸片竟然旋转起来,并且转的很稳,这风车是多么神奇啊!

风车因吹气而旋转没什么大惊小怪,但是,当我们把手靠近风车,如图61所示,又会发生什么样的情况呢?需要说明的是,在你把手挪过去时,动作一定要慢慢的,万万不能动作太大,因为动作太大的话会导致空气振动得比较严重,我们的风车会因此而解体的。此时,我们眼前出现了一个神奇的现象,纸片竟然随着手的慢慢靠近而渐渐旋转起来,倘若你一直把你的手放在那,纸片就会转得越来越快。倘若你把手拿开,纸片就会缓缓地停下来。如果你再伸过手去,纸片就再一次旋转起来了。

图61:为什么纸张会旋转呢

在科技还不发达的19世纪70年代,人们对这个现象的解释可谓是束手无策,只好认为它是一种由人体产生的超能力。但事实并非如此,现在我们要想解释这个现象是非常容易的,原因就是:当温度较高的手靠近纸片时,纸片周围的空气也会随着升温,变热的空气开始流动起来,并且向四周扩散,进而带动着纸片慢慢旋转起来。

我们选用的纸片当然要很薄,否则它就不能被手的热量所带动。同理,倘若我们将这个风车置于蜡烛或者台灯上,也会达到同样的效果。

假如你观察够仔细的话,你就不难发现纸片始终是顺着手腕到手指的方向旋转,原因就是人体的各部分有着不同的温度,手掌的温度要高于手指的温度,因此,手掌周围的空气上升得较快,而手指周围的空气上升得较慢,纸片自然而然就会始终顺着空气运动的方向旋转了。