对于物理问题,因为泥潭只相信实验,所以我找到了瓶中飞虫实验依据。

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Haxardouz

2021-07-01T00:29:55+00:00

1克的虫子在100克的瓶内悬空飞行这时总重量是多少?
2011-10-10 06:22:02 杭州网
观众何先生请《快报时间·好奇实验室》做这样一个实验:一只1克重的虫子停在100克的密封瓶子里,总重是101克;如果虫子在瓶子里四不着边、悬空飞行时,总重又会是多少?

在街头随机采访,观众大致两种观点:一方认为,力需要接触才能产生,虫子悬空飞行,不与瓶子接触,那只有瓶子的重量;另一方则认为,在密封的瓶子里,无论虫子怎么运动,总重都是瓶子加虫子的重量。

口说无凭,实验为证。《好奇实验室》从浙大昆虫研究中心莫建初教授的实验室里,讨来了一些蚊子和苍蝇;从市红会医院针灸科副主任张金禄那里要来了一些蜜蜂;实验貌似很简单,找一台足够精准的秤,分别称出瓶子和虫子的净重以及虫子在瓶里悬空飞行时的总重即可。

这台“秤”来自浙大生命科学学院实验室,价值20多万元的一台十万分之一电子天平。现场拔了一根头发称,一根8厘米长的头发重量是0.00075克。

实验用的瓶子重量是34.36057克,放进一只苍蝇,当它静止瓶底时,总重为34.40725g,减去瓶重,这只苍蝇重0.04668克。

之后问题来了,不管用光照、拍手惊吓,苍蝇怎么都不肯飞;换成蚊子,还是一样。

再换成蜜蜂,当它静止停瓶底时,总重34.49571克,减去瓶重,蜜蜂重0.13514克。

蜜蜂比较活跃,但飞行依然不多,虽然它从瓶顶掉下瓶底时,有一段完全悬空的瞬间,但电子天平对活动物体重量的及时数据变化的读取却是滞后的,我们没能准确读取到蜜蜂悬空坠落瞬间的重量数据。

把蜜蜂在瓶内的所有活动视频,用剪辑软件一帧一帧看,发现电子天平的最高读数是34.50541克,最低读数是34.48426克,一个高于蜜蜂和瓶子的总重量,一个低于蜜蜂和瓶子的总重量,但都高于瓶子的单独重量。

浙大学航空航天学院工程力学系余钊圣副教授说,蜜蜂能飞起来,是通过扑翅引起空气产生升力,克服自身的重力,空气一流动会对瓶壁产生额外压力,所以当虫子在瓶中悬空飞行时,电子天平称出来的肯定不是只有瓶子的重量。

这个压力大小取决于蜜蜂的飞行情况,但如从流体力学的角度,计算会非常恐怖,我们用经典力学来做简单分析。

假设蜜蜂处于悬停或匀速飞行,翅膀扇动产生的向上升力(大小等同对瓶子的压力),与蜜蜂自重相同,这时总重是瓶子、蜜蜂、空气之和;

当蜜蜂在空中做向上的加速或向下减速运动,那总重会大于瓶子、蜜蜂、空气总和;当蜜蜂在空中做向下的加速或向上减速运动,那总重会小于瓶子、蜜蜂、空气总和。

假设蜜蜂不扇翅膀、自由坠落,不考虑瓶内空气阻力,这一瞬间处于失重状态,总重是瓶子和空气的重量之和。

特别感谢浙江大学昆虫研究中心、航空航天学院、生命科学学院、市红会医院等对本次实验提供帮助。
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Shego

翅膀煽动,所以存在读数波动。
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其实是题目不严谨,加一句假设昆虫起飞对空气产生的作用力是垂直向下的就行了。实验中的数据主要是昆虫对空气的作用力方向是很乱的,很多力都是横向的,最后这些横向的力被瓶底的摩擦力所抵消了,没法在重量上反映出来。另外我还要说一句空气动力学其实玄乎的很,计算量大的夸张,很多东西都没法算清楚[s:ac:哭笑]
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Real Life Mr. Meeseeks

高中生听你们老师的。考试别这样写[s:a2:doge][s:a2:doge][s:a2:doge]
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Big123

[quote][pid=530299463,27501220,1]Reply[/pid] Post by [uid=1699107]西行寺·幽幽子[/uid] (2021-07-07 08:49):

其实是题目不严谨,加一句假设昆虫起飞对空气产生的作用力是垂直向下的就行了。实验中的数据主要是昆虫对空气的作用力方向是很乱的,很多力都是横向的,最后这些横向的力被瓶底的摩擦力所抵消了,没法在重量上反映出来。另外我还要说一句空气动力学其实玄乎的很,计算量大的夸张,很多东西都没法算清楚[s:ac:哭笑][/quote]横向的不用管啊,它不影响最终的秤的读数。只分析纵向的就好了。横向的就默认和摩擦力抵消了。
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Haxardouz

因为虫子在瓶中不可能静止悬停,所以读数变了。
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KillJustice

嗯 飞的时候翅膀对空气产生的压力会传到屏壁上
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tentai

挺有意思的
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jbly

对于一个静止的物体来说,所受的力是平衡的。
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senpaipjhay

其实用无人机比用虫子好..[img]http://img.nga.178.com/attachments/mon_201209/14/-47218_5052bc4cc6331.png[/img]
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kiryu-coco

就服你们这些小学题考虑流体力学的,你读高中的时候 连个理想物理模型都整不明白呢。。。
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ʙᴜʙʙᴀ 🥺

原来如此
虫子克服重力做的功被部分表现出来了
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Oss

你跟带专论坛讨论物理题[s:a2:哦嗬嗬嗬]
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有瓶盖101g
没瓶盖的话不好说,不是封闭系统[s:ac:茶]
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ɘꙅooM

你直接把结果都发出来了这种贴就没热度,你要先发问题先让泥潭精英高论,然后再发实验结果那就有意思了
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Freylia

[quote][pid=530298290,27501220,1]Reply[/pid] Post by [uid=62633433]恁瞅啥呢[/uid] (2021-07-07 08:44):

就服你们这些小学题考虑流体力学的,你读高中的时候 连个理想物理模型都整不明白呢。。。[/quote]精确计算才需要流体力学,简单分析经典力学就够了
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JDubAKAdrofloW

所以还是秤的原理导致的?这个秤本质上还是靠力去换算质量,并不是直接测量质量


瓶子的整体质量没变化,但是飞行中整体的重力势能提升了,所以导致了秤要做功,所以读数变化了
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The_FOOKin_One

质点系动力学定性思考一下[s:ac:茶]
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Haxardouz

[quote][pid=530298637,27501220,1]Reply[/pid] Post by [uid=1003784]messi_lionel[/uid] (2021-07-07 08:46):

你直接把结果都发出来了这种贴就没热度,你要先发问题先让泥潭精英高论,然后再发实验结果那就有意思了[/quote]哈哈哈哈哈
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ItsDropBear

兄弟,直接看成质点即可