科学分析完“欲擒故纵”,我竟然悟出了几分人生道理

2019 年 11 月 7 日 科学出版社

朋友

你是否经常为爱情苦恼

在无人的深夜

倔强的唱着

“抓不住爱情的我

总是眼睁睁看它溜走”

面对喜欢的Ta

总是把控不好距离

而就此错过?

好消息!好消息!

今天

小编将介绍一个神奇的装置

教会你如何实现“欲擒故纵”

学会之后

Ta一定会被你丰富的知识所折服

再也不需要“欲擒故纵”啦~



实验器材


所标杯、吸管、螺母、木棍、长杆、双面胶、细线、铜丝、皮筋、纸杯、铁架台


实验过程

首先在细线中间偏一侧的地方
系上一根小木棍

在这一端尽头系上螺母

然后将细线穿过吸管
并在另一端也系上一个螺母
第一部分完成
下面开始串并联几根皮筋
然后再把皮筋的一端
套在吸管中间

用铜丝绕成钩状
钩住皮筋的另一端
并穿过另一个吸管
然后用双面胶把整个装置
固定在长木杆上
并在一侧合适距离放上铁架台

大功告成
下面来上“发条”吧

3 2 1  放手~


由于铁架台的阻挡
细线和螺母连续的旋转
变成了离散的运动
一起来多看几个周期吧
原理解说

实验中的这个装置可以看作是一个擒纵机构(Escapement)。擒纵机构是机械手表的灵魂,在手表中,它可以将往复的周期性信号转化为单向旋转的周期性信号。

擒纵器


擒纵机构的功能可以从两方面理解:擒,将主传动的运动锁定,此时,整体系统的主传动链是锁定的。纵,就是以震荡系统的一部分势能,开启主传动链运动,同时从主传动链中取回一定的能量以维持震荡系统的工作。通过擒纵机构,可以将一个连续变化的过程分成多个离散的过程进行,这样能够形成一个有一定频率的开关。


有好奇的读者就会问了,那咱们这个实验装置是如何实现“擒纵”的呢?

实验装置



从装置图可以看到,绳子穿过吸管连接着螺母,形成了一个无固定悬挂点的摆。当我们释放水平吸管时,吸管受到橡皮筋对它作用力开始转动,螺母由于受绳子的牵引也会跟着转动,但是,当绳子在运动过程中触碰到立柱时,会发生缠绕,此时橡皮筋被“擒”,停止作用。缠绕结束以后,由于重力的作用,螺母开始下落,释放重力势能,带动绳子解开缠绕。缠绕解开后,螺母就不再提供动力,这时橡皮筋被“纵”,又开始对吸管产生作用力,这样就回到了最开始的情形。一擒一纵,一收一放,如此往复,就形成了一个有较长周期的周期运动


分析完实验的原理,小编不禁陷入了对人生的思考。人不也就像是一个擒纵机构嘛?合理的“擒纵”,才能正常“运转”。所以,小编决定,马上双11了,合理“纵一纵”有益身心健康!


本文经授权转载自微信公众号中科院物理所,版权归原作者所有,文章仅供学术信息传播使用,不代表本号所持观点。

推 荐 阅 读



本书第一篇“物理学前沿问题”,针对物理学常规研究前沿,简要介绍物理学各个主要分支的研究现状、前沿问题和发展趋势,包括物理学与高科技,凝聚态物理学与介观物理学,原子、分子物理学与光学,原子核物理学,基本粒子物理学与量子场论,广义相对论、天体物理学与宇宙学。 对凝聚态物理学和原子、分子物理学与光学,强调了其新发现和新进展与21世纪高科技的密切联系; 对原子核物理学、基本粒子物理学、广义相对论、天体物理学与宇宙学,则探讨了21世纪物理学基本理论可能面临的重大变革。 此外,还简要地介绍了物理学与信息论,计算机科学,物理学与生物学的交叉,包括量子信息、量子通信与量子计算,生物物理学。 最后,介绍了物理学的研究方法,物理学、数学与哲学的相互关系,以及21世纪物理学发展前景展望。 本书对所讨论的问题提供了有用的数据与资料,包含了作者对物理学基本问题的观点和研究心得,以及对物理学发展前景的看法。


本书第二篇“物理学基础探讨”,属于物理学非常规研究与探索,包含了作者对物理学基础问题的研究心得与初步成果。 作者在这一部分中表述的观点和研究的成果,希望能起到抛砖引玉的作用。 作者深信,当代物理学的基础正处于深刻变革的前夜,这一部分的内容反映了作者在新物理学黎明前的探索历程、艰辛与迷茫。 这一部分专门针对对物理学基础问题特别有兴趣的专家学者和怀有科学使命感的年轻物理学家,其目的是吸引他们投身到潜心研究这些问题的伟大、艰巨而瑰丽的事业中来,为物理基础的变革和新物理学的建立做出贡献。

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