你有沒有感到過好奇:我們是怎樣把機器人和衛(wèi)星送入遙遠的太空中的呢?火箭發(fā)揮了作用,但這只是其中一個因素。為了讓飛船能在合理的時間內(nèi)(“只用”10年就能飛大約64億千米)以足夠快的速度抵達像冥王星這樣遙遠的目標,我們采用了一項名為“引力加速”,更好理解的叫法是“引力彈弓”的技術。
那么,我們不去太空也能了解引力彈弓是如何工作的嗎?沒問題,當然可以!我們可以通過“調(diào)查研究”來了解這個原理。
你需要:
1.一名成年人
2.一顆玻璃球
3.一個小硬紙箱
4.剪刀
5.膠帶(強力膠帶最好)
6.一個錐形塑料容器,例如容量一升左右的酸奶杯(洗干凈的)
7.一個卷筒衛(wèi)生紙的紙筒
第一步:
請在成年人的幫助下,小心地將酸奶杯的頂部沿邊緣剪下來。確保剪下的這部分有半英寸(約1.3厘米)寬,看起來應該像個圓圈,然后剪下圓圈的1/3,用作軌道。接下來,從距離底部半英寸的地方將酸奶杯的杯底剪下來,把它當作行星。擺放軌道和行星時,要注意在它們之間留出能讓玻璃球輕松穿過的通道。盡可能讓通道的入口比出口寬。把它們用膠帶貼到從紙箱上剪下的紙板“底座”上。
第二步:
將卷筒縱向剪開,讓它看起來像一個凹槽,然后對折成V字形,這樣玻璃球更方便滾動。接下來,把凹槽的一端向下折,這樣它就變成了一個平緩向下傾斜的坡道,折起來的那一端就是頂部,另一端則對準軌道的入口。用膠帶把它們都固定好。
第三步:
小測試時間到!把玻璃球放在坡道頂部,讓它滾落下來。它能輕松地穿過行星的“軌道”并從另一端出來嗎?如果可以,我們就能進行最后一步了;如果不行的話,可以調(diào)整一下不同零件之間的間距或者位置,確保玻璃球衛(wèi)星一路暢通!
第四步:
只要玻璃球衛(wèi)星能借著從平緩坡道滾下時獲得的速度,順著軌道滾動前進,我們就可以開始正式的測試了!
現(xiàn)在我們就可以用我們的儀器(“裝置”的高端說法)來了解引力彈弓是如何工作的了。
玻璃球是我們的衛(wèi)星,緩坡為衛(wèi)星提供了一個通向行星的發(fā)射路線或者說是一個特定的方向。內(nèi)側(cè)的杯子是行星,而外側(cè)的軌道起到引力的作用,幫助玻璃球在引力的拉力足夠強時能夠“圍繞行星運行”。
把玻璃球放在坡道頂部,讓它自由滾落并沿著“軌道”滾出。觀察一下在行星移動時玻璃球從軌道出口滾出的速度。
下一輪實驗中,讓玻璃球恒速穿過坡道。
你觀察到了什么?對比玻璃球在行星沒有移動時滾出出口的速度。發(fā)生了什么?關于我們的假設,這些又告訴了我們什么?耐心一點,堅持一下,多試幾次,還有最最重要的——要有條理、有序地進行測試哦。
通過實際操作,你應該能了解到:是行星讓衛(wèi)星移動的速度有了很大提升!
現(xiàn)在,想一想人類在探索太空的過程中取得的那些驚人的成就吧!我們已經(jīng)了解到了怎樣讓衛(wèi)星精確地沿著正確的軌道發(fā)射出去,并且準確抵達數(shù)百萬英里外的目標了。是不是很不可思議?你能設計一個讓玻璃球衛(wèi)星從一個引力彈弓發(fā)射到另一個引力彈弓的實驗嗎?