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實驗三:陀螺演示——
高速旋轉的陀螺爲什麼不會倒下?
物理學原理告訴我們,高速旋轉的陀螺具有很好的定軸特性。在太空失重環境下,這一特性更加直觀地呈現出來。
航天員王亞平取出一個紅黃相間的陀螺,把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部,陀螺翻滾着飛向遠處。緊接着,王亞平取出一個一模一樣的陀螺,讓它旋轉起來,懸浮在半空中,再用手輕輕一推,旋轉的陀螺不再翻滾,而是保持着固定的軸向,向前飛去。
王亞平介紹說,高速旋轉陀螺的定軸特性在航天領域用途廣泛。在天宮一號目標飛行器上,就裝有各式各樣的陀螺定向儀,正是有了它們,才能精準地測量航天器的飛行姿態。
實驗四:水膜演示——
天宮裏有沒有“飛流直下”的瀑布?
陽光下五彩繽紛的肥皂泡、能夠讓硬幣漂浮的山泉水,總是帶給人們很多遐想。這些都是液體表面張力在發揮着神奇作用。
只不過,在地面上,液體表面張力難以抗衡地球引力的影響,只有經過特殊處理的肥皂水、富含無機鹽的礦泉水才能表現出比較強的張力特性。但是,在太空失重環境下,液體的表面張力特性便突顯出來。
王亞平拿起一個航天員飲用水袋,打開止水夾,水並沒有傾瀉而出。輕擠水袋,在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠,略微抖動水袋,水珠便懸浮在半空中,與天宮一號艙壁上鮮豔的五星紅旗圖案交相輝映,更顯得美輪美奐。
王亞平笑着說:“如果詩仙李白在天宮裏生活,大概就寫不出‘飛流直下三千尺’的名句了,因爲,失重環境下水不可能飛流直下。”
接着,她把一個金屬圈插入裝滿飲用水的自封袋中,慢慢抽出金屬圈,便形成了一個漂亮的水膜。輕輕晃動金屬圈,水膜也不會破裂,只是偶爾會甩出幾顆小水滴。隨後,王亞平又往水膜表面貼上了一片畫有中國結圖案的塑料片,水膜依然完好。這些在地面難得一見的奇特景象,引起了地面課堂同學們的連聲驚歎。
實驗五:水球演示——
用神奇的液體表面張力變個“魔法”
液體表面張力的威力竟如此神奇!普通的飲用水還能變成更加神奇的“魔法水球”。
王亞平用金屬圈重新做了一個水膜,然後用飲水袋慢慢地向水膜上注水,不一會兒,水膜就變成了一個亮晶晶的大水球,水球中還有一串珍珠般的小氣泡,彷彿銀河系中的繁星點點。聶海勝取出一支注射器抽出水球中的氣泡,試驗繼續進行。
王亞平用注射器向水球內注入空氣,在水球內產生了兩個標準的球形氣泡,氣泡既沒有被擠出水球,也沒有融合到一起。
水球也沒有爆裂。
緊接着,王亞平又用注射器把少許紅色液體注入水球,紅色液體慢慢擴散開來,晶瑩透亮的水球變成了粉紅色,令人嘖嘖稱奇。