小球背后的大定律

2024-06-26王雪邵明辉

百科探秘·航空航天 2024年6期

王雪　邵明辉

在天宫课堂上，桂海潮老师用一颗运动的钢球去碰撞一颗静止的钢球来演示动量守恒定律。虽然我们在地球上无法使钢球悬浮在空中，但我们仍然可以还原这个实验，一起来试一下吧！

实验惄

1 将塑料垫板放在平整的桌面上，防止出现凹凸不平的现象。

2用两颗小钢球重复上述实验，你会发现实验的结果是一样的，这也是物理规律普适性的体现。将两颗大钢球放在塑料垫板上，相距10厘米左右。用一颗大钢球去撞击另一颗大钢球。可以多试验几次，如果撞击位置比较正，你会发现前面运动的钢球会立刻停下来，而被撞击的钢球会延续前面钢球的速度和方向。

实验材料

两颗直径为4 厘米的大钢球、两颗直径为2.5 厘米的小钢球、带刻度的塑料垫板。如果没有钢球，也可以用玻璃球替代。

4将运动的大钢球与小钢球进行碰撞，可以发现碰撞后大钢球速度变慢并逐渐停下，小钢球开始沿着大钢球最初运动的方向运动。

5将运动的小钢球与大钢球进行碰撞，可以发现碰撞后小钢球被反弹回来，大钢球开始向前运动，两颗球的运动速度都会逐渐变慢直至停下来。

知其然，知其所以然

物理现象千千万，挖掘其背后的科学知识是关键。要想解释这一现象，需要我们了解一下相关概念。

原理揭秘

这个实验验证了动量守恒定律。所谓动量，就是物体质量和速度的乘积。在两颗球碰撞后，运动球的动量会传递给静止球，静止球获得了动量开始运动，运动球动量减少，速度就会变慢，如果运动的球质量比被撞击的球小，则会被弹回来。这两个球的总动量一直保持不变，所以会出现以上展示的球碰撞后运动的情况。即使是在太空舱中的微重力环境下，动量也是守恒的。