最近,一段名為《中國大學生用手機吊起冰箱》的視頻風靡網絡,兩名清華大學研究生通過變速裝置將一部普通手機內部的馬達所產生的牽引力放大10萬倍后,竟然用手機吊起了一臺重達60公斤的冰箱,讓網友大開眼界。目前該視頻的網絡點擊量已超過130萬次。設計該實驗的高云峰教授對記者表示,他想通過實驗告訴學生,我們可以利用很簡單的工具和材料,實現一些“看上去不可能完成的任務”。
“神奇力”吊起冰箱
該視頻最早見于搜狐數碼公社的一篇帖子,它用2分14秒簡明地講述了實驗的全過程。記者看到,實驗分為兩個階段,第一階段的任務是測試手機中的牽引力。兩名學生通過編寫軟件,讓手機中用于產生震動效果的馬達能夠持續轉動,并利用馬達產生的牽引力將一支塑料吸管提升起來。經過測算,這個力大概只相當于冰箱重力的十萬分之一。
在第二階段中,兩名學生先在圖紙上寫寫畫畫,一系列復雜的機械操作之后,他們打造了一個名叫“超級變速器”的裝置。隨后,兩人將冰箱抬到一臺電子秤上,繩索的一端捆住冰箱,另一端繞過屋頂的滑輪,再經過許多大大小小的齒輪后,與被固定在桌子上的手機相連,準備工作就此完成。
實驗開始了。隨著手機地震動,繩索開始緩慢地繃緊,并將冰箱拉起,電子秤上顯示重量的數值隨之持續減小。當該數字最后變成零時,一名學生將電子秤從冰箱下方抽出,冰箱被懸空吊起。看到實驗成功后,兩人興奮地擊掌相慶。另據視頻交待,實驗過程大約持續了一個半小時。
其實就是巧用杠桿原理
“真給力!”看完這段視頻后,大多網友在跟帖里表現得既驚訝又嘆服,還有一些網友對其真實性提出了質疑,這是真的嗎?
為了弄清真相,記者采訪了該實驗的總設計者、清華大學航天航空學院教授高云峰,他就是這兩名學生的導師。據他介紹,該實驗用的就是“杠桿原理”,即利用杠桿把力放大。手機中的牽引力來自它內部的振動馬達,該馬達只有約一顆花生米的四分之一大小,要想通過這個力吊起冰箱,必須通過“超級變速器”將其放大10萬倍,超過冰箱的重力。
高云峰解釋稱,由于手機馬達的功率不會變,如果想把力放大10萬倍,必須把速度降低10萬倍,經測算就是要將馬達每分鐘上千轉的轉速減慢至每10分鐘一轉,這是“超級變速器”發揮的作用。由于工業齒輪的軸每10分鐘轉一圈,只能將繩索提升約4厘米,而拉起之前還要等待繩子完全繃緊,因此拉冰箱的過程持續了一個半小時,當然過程中要用干冰對手機馬達進行降溫。
記者了解到,因為冰箱的重量是作用在一個工業齒輪的軸上,因此并不會對手機造成損壞。實驗中的難點就是制作減速裝置,以及自己要用車床做出一個很小的接口,一端與手機馬達相連,另一端與減速器相連。
啟發學生不要輕易放棄
據記者了解,該實驗從具體的方案設計到實驗成功,用時將近兩個星期。兩個學生在大功告成后十分興奮,并打算將它申報吉尼斯世界紀錄。他們的導師則說,這些都是簡單的物理學原理,申請吉尼斯只是當時的一個玩笑,但“如果學生愿意去申請,也是一件有意義的事情”。
其實,這個實驗只是師生們異想天開中的一個,此前他們已陸續通過實驗實現了諸如“5號電池拉動汽車”、“紙橋過車”、“彈簧秤秤大象”等許多有趣的創意。“從應用的角度看,它也許沒有實際的作用。”高云峰表示,他主要是想通過實驗啟發學生,如果碰到一些很困難的事情,也許是可以巧妙攻克難題的,不要輕易放棄 |