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春天怎麽受得了壹個煮雞蛋?

如果妳把壹個煮雞蛋放在桌子上快速旋轉,並且妳的方法是正確的,妳會看到壹個奇怪的現象。當雞蛋旋轉時,它會慢慢站起來。這看起來很酷,但也很奇怪。

這是壹個奇怪的現象,直到2002年物理學家才發現原因——壹個非常復雜的數學解釋。現在,壹位物理學家對煮熟的雞蛋旋轉站立提出了壹個簡單的解釋。

悉尼大學的羅德·克羅斯(Rod Cross)解釋說:“科學家對旋轉雞蛋的研究已經超過100年,但對這壹現象沒有簡單的解釋。基礎物理無法向壹個本科生或物理老師解釋,因為方程預測雞蛋會站起來,所以它站起來。”

部分問題在於沒有足夠的實驗測量來確定雞蛋逐漸直立或因轉速不足而停止的過程中滑動和滾動摩擦的獨立作用。

事實證明,實際發生的是雞蛋繞著兩個軸旋轉,而不是壹個軸。

在桌子上放壹個雞蛋,雞蛋會倒向壹邊,略尖的壹端略向上。如果妳給它壹個慢的旋轉速度,它會繞著壹個貫穿雞蛋的軸旋轉,也就是垂直於桌面的短軸。

雖然物體通常是繞著自己的質心旋轉的,但是由於雞蛋的形狀,其質心並不與雞蛋開始旋轉的點重合,也就是與桌子接觸的點。

其質心與接觸點的差異導致雞蛋開始晃動,進而使其逐漸站立,旋轉過程中短軸的角度開始傾斜。

短軸的角度變化稱為進動,進動是用來描述旋轉軸方向變化的術語。短軸的進動是正常反應的結果(桌子的接觸點和雞蛋之間的反應)。

然而,妳可以看到,如果妳仔細觀看下面的視頻,當雞蛋繞著它的短軸旋轉時,它也會以非常慢的速度繞著壹個更長的,幾乎是水平的軸旋轉。

這種繞長軸的旋轉是由於短軸的進動,這個第二軸的角度隨著雞蛋的旋轉而變化。同時,摩擦力也會使雞蛋旋轉後長軸進動。

克羅斯指出,摩擦力在改變雞蛋的旋轉角度方面起著重要作用,這會導致鈍端上升,雞蛋會“立起來”。

圖片來源:修改自rod cross/歐洲物理學雜誌

但當雞蛋開始搖晃時,它克服了摩擦力的制動,使其保持直立。這使得較短的軸,即第壹軸,再次成為最重要的旋轉軸。在克羅斯的新論文中,他發現用於描述雞蛋直立和翻轉陀螺進動的方程在形式上是相同的。

他的實驗還在他的網站上證實,旋轉越快,雞蛋站得越直,如果旋轉太慢,就不會產生足夠的摩擦力。

如果妳想在家裏試著旋轉壹個雞蛋,首先要確保它是煮熟的——因為生雞蛋的質心會隨著液體的流動而改變。

他的論文發表在《歐洲物理學》雜誌上。