N174.珠链喷泉—反重力 || 趣味科学实验

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一【实验现象】

【实验视频1】

【实验视频2】

 二【实验操作】

首先，在五金行购买直径约3毫米的珠链，建议购买约10米长。

然后，找一个可以容纳珠链的杯子，将珠链放入杯子中。注意：珠链不可以 相互纠结或者打结。

接着，将杯子拿起来，建议高度离地最少1米。然后将珠链的末端往下拉（轻拉即可），并放手让珠链自由落下。

三【实验原理】

来自剑桥大学的物理学家约翰·比金思和同事马克·华纳在《英国皇家学会报告A》上发表了关于这种珠链运动现象的论文。

下面这幅图是比金思在解释球的上抛运动与“珠链喷泉”之间的差异。球的上抛是一个减速过程，到达顶点时速度为零。但珠链经过顶点前后，上升和落下的速度却是保持一致的。

那么，到底什么才是真相呢？

研究人员的计算表明，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，他们推算出这股上推的力最终来自于还停留在容器内的那一部分珠链。

弄明白这个外力来源，关键在于弄明白珠链的性质。从本质上讲，这些珠链其实是一系列连起来的杆。想象一下一根杆子被水平地放在容器中，等待着之后的运动。之后杆子的一端受到一个向上的拉力，这个力来自于已经脱离了容器的那部分珠链。如果只是一根杆子，那么受力的那一端便会发生旋转并抬起，另一端则变成朝下。但是因为在珠链中，每根短杆是与其他杆子连在一起的，因此杆子的另一端便会受到来自容器或是其他杆子上的弹力，而这种反弹则提供了不规则的向上的推力。

下面这张图是比金思在解释使珠链上升的推力来源。由于来自短杆一端的拉力会使短杆发生旋转，短杆的另一端向平面施压，平面便提供了相应的弹力。

比金思补充，如果珠链的构造是珠子间以长的弹性绳索相连（如下图所指形式），而非连起的杆，那么“珠链喷泉”的现象就不会发生了。

尽管科学家研究“珠链喷泉”只是因为好奇，然而研究结果很可能影响其他领域。

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