巧用雞蛋的物理實驗

鄭永強

一、慣性實驗

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。在此實驗中，雞蛋在水平方向上并不是不受力，而是所受的力相對很小，可忽略不記。

二、浮力實驗

如圖2 所示，雞蛋放在清水中會沉入水底； 若放入事先配好的鹽水中，雞蛋會浮在水面；如果配制合適的鹽水，雞蛋會懸浮在水中。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??；上浮后氣體放出，浮力減小，雞蛋下沉，如此反復(fù)。這類實驗是利用雞蛋的密度與水接近的特性。經(jīng)測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驗。

三、瓶吞蛋實驗

瓶吞蛋是一個說明大氣壓存在的生動實驗。如圖3 所示，找一個瓶口比雞蛋略小的玻璃瓶，點燃蘸了酒精的棉花，投入瓶中，把剝了殼的熟雞蛋封在瓶口，瓶內(nèi)的火熄滅，溫度降低，氣壓減小，由于瓶內(nèi)外的壓強差把雞蛋壓入瓶中。如果使瓶倒置，并對玻璃瓶進行加熱，可以使吞入瓶內(nèi)的蛋再吐出來。有人用氣球代替雞蛋來做該實驗，雖然比較經(jīng)濟，但由于氣球本身是軟的，就缺少必要的懸念。

四、瓦碎蛋全

瓦碎蛋全是一個精彩的演示實驗，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恙。這個實驗與雜技中的肚上砸石、頭頂開磚等有異曲同工之處。由于錘子與瓦片的接觸時間較短、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間較長、面積較大，所以失去破壞性。

五、雞蛋砸墻

雞蛋那么脆弱，平時需要細心保護才不破。用雞蛋去砸用布做的墻能行嗎? 演示時讓兩名學(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，蛋與布的接觸時間被拉長，所以雞蛋不會破。在實驗時，學(xué)生開始不敢用力，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，都感到不可思議。在演示時，布的下面兩個角要向上提起，形成一個皺折，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)。通過定量實驗很容易發(fā)現(xiàn)，同樣厚度的蛋殼，從蛋殼的外面和里面來砸蛋殼，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? 在我國的某些地方有一個立雞蛋的傳統(tǒng)，據(jù)說在立春時節(jié)誰能把雞蛋立起來，誰在這一年將幸福、平安。按照物理學(xué)的觀點，只要雞蛋的重心通過雞蛋與桌面的接觸面，雞蛋將會處于平衡，只不過這種平衡屬于不穩(wěn)平衡。若用放大鏡觀看蛋殼，會發(fā)現(xiàn)蛋殼并不是完美的曲線，而是凸凹不平的。通過測量，雞蛋的凸點之間的距離約為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。

如果把雞蛋放在水中，你會發(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? 這也是平衡問題，在水中除了重力外，雞蛋還受到浮力。與重力有一作用點重心一樣，浮力也有一作用點稱為浮心，當(dāng)浮心高于重心時，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)動的為生雞蛋。