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基于应变能理论的多米诺雪糕棒链能量转化问题分析

2021-03-24李纯高婧马佳吴世宝

现代商贸工业 2021年10期

李纯 高婧 马佳 吴世宝

摘 要:针对多米诺雪糕棒链效应中的能量转化问题,在定性和定量分析雪糕棒能量转化过程的基础上,基于应变能理论给出了一种能够阐明多米诺雪糕棒链效应中能量转化现象及其成因的新解释,且实验的结果也基本说明了此解释的正确性,为从多角度解释该物理现象提供了新思路。

关键词:多米诺雪糕棒链效应;应变能理论;能量转化

中图分类号:TB 文献标识码:Adoi:10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.10.078

0 引言

多米诺雪糕棒链效应(Domino Popsicle Chain Reaction),是近来在各大网络平台上十分火爆的一个趣味性物理实验。在进行该实验时,实验者首先需要将一系列相同的雪糕棒通过轻微弯曲的方式编织成一个链条,然后拉动链条端部的一根处于平衡状态的雪糕棒并使其产生一定的位移,即可触发此效应。此实验可观察到的现象是:链条中的雪糕棒会依次弹起,在竖直方向上产生一定大小的位移,且越接近链条尾端的雪糕棒弹起的高度越高。目前,多数学者普遍认为,多米诺雪糕棒链效应的成因与多米诺骨牌效应的成因类似,即雪糕棒弹起的高度越来越高是由于編织雪糕棒链时储存在雪糕棒内的弹性势能不断地叠加而引起的。另一方面,由固体力学的相关理论可知,当物体受到外力而产生弹性变形时,其内部会储存一定的应变能,而这部分应变能在数值上与该物体因发生弹性形变而产生的弹性势能没有特别大的差异。因而,从应变能的角度出发来解释多米诺雪糕棒链效应的成因也成为一个新的研究热点。……

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