第31章 斜面銅球實驗
更新時間:2020-06-21 作者:火焰牛魔王
超凡紀元 第31章 斜面銅球實驗
杜克不得不感嘆有一個權N代的朋友，好處多多。 原本他就住在普通艙跟其他人擠在一起，毫無隱私空間可言，然后凱瑟琳說一句話，他就搬到了貴賓艙，一個人獨享一個臥室，而且還有洗手間什么。 而現在，杜克說要一個實驗室，凱瑟琳找船長高茲，水手馬上就清空出了一個大大的倉庫，擁有足夠的空間去讓杜克去折騰實驗。 “實驗室已經配好了，那接下來我們應該怎么辦？”此時凱瑟琳已經化身為杜克的助手，穿著一身緊身衣，方便實驗操作。 她很期待杜克接下來的實驗過程。 杜克：“我認為，自由落體是一種最簡單的變速運動，最簡單的變速運動的速度應該是均勻變化的。但是，速度的變化怎樣才算均勻呢?我考慮了兩種可能。 凱瑟琳好奇：“哪兩種？” 杜克：“一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即經過相等的時間，速度的變化相等;另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即經過相等的位移，速度的變化相等。這第二種有點復雜，所以我們從第一種開始驗證，我把這種運動叫做勻變速運動。” 重點來了。 “怎么驗證？方法是？的”凱瑟琳那一雙如同蔚藍天空一樣清澈的大眼睛，充滿了的期待。 方法才是重點！ 杜克嘆了口氣，自由落體下落的時間太短，如果在現代社會，杜克只需要一部手機，用相機的連拍模式，拍下物體自由落體的位置，就可以驗證這一點。 可惜，現在只是落后的黑暗中世紀時期，很多方法都用不了，要直接驗證自由落體是勻加速運動還有困難。 不過，也不是沒有變通方法。 那就是伽利略的銅球斜面實驗，這是一個物理史上十分著名的一個實驗。 伽利略讓一個銅球從阻力很小的光滑直線斜面上滾下，小球在斜面上運動的加速度要比它豎直自由落體下落時的加速度小得多，所以時間容易測量些。 而杜克如今所有做的，就是將這個實驗過程給復制下來。 杜克將實驗的設想告知凱瑟琳。 凱瑟琳當場恍然大悟：“對啊，我怎么就沒想到呢？” 杜克知道，她之所以沒想到，缺的不是基礎知識，缺的就是戳穿這一層窗戶紙的關鍵契機。 杜克：“現在我們就要制造一個實驗道具，至少長達5米以上，同時還需要足夠的光滑的滑道木板槽，以及兩個足夠圓的球，一個重一個輕。” 凱瑟琳一個響指，很自信地說道：“這個容易，船上有許許多多的超凡者，各種奇奇怪怪的職業都有，只要我們能夠出一個懸賞，一定會有人能夠做出這種道具的。” 凱瑟琳說的沒錯，在懸賞發出后不久，就有乘客找上門，聲稱可以制造出光滑的木板。 這是一個紫發年輕人，精英級的超凡者，具體的能力沒人知道，他提供了一種奇怪的潤滑油抹在木板上，就讓木板的摩擦力大幅度下降，光滑到極致。 隨后，又有一個木匠制作了一個木球，一個鐵匠制作了一個鐵球，尺寸一樣，然后再用上潤滑油，令它們足夠的光滑。 不得不說超凡世界，有時候就是夠方便。 四天的時間，道具準備好了。 8米長的光滑木板槽一根，機械鐘一個，木圓球一個，鐵木球一個，兩個球同等直徑。 杜克看著那個西瓜那么大的機械鐘，感覺極為稀奇，這時候竟然已經有人制作出了機械鐘。 他還想說用沙漏來計算時間的，沒想到還有更加精確的機械鐘。 凱瑟琳得意道：“這東西可是我祖父發明的，他有一次因為時間的誤差，錯過一次觀察土星的機會，所以痛定思痛，發明了這種機械鐘。” 難得遇到杜克不懂的，凱瑟琳就一股腦將她知道的說了出來。 在沒有鐘表以前，人類所用的計時工具叫做“日圭”或“圭表”，它利用陽光照射在物體上所投射的影子來計時。不過這種東西有一個缺點，就是只能在有陽光的白天使用，到了晚上，或是碰到陰天、雨天，便不管用了。 因此，有些地方的人使用特制的蠟燭、香的燃燒長度來計時。 隨后又發明了漏，一開始是盛水的罐或壺，內壁有刻痕，底部有個小洞，讓水一點一滴地漏出，然后人們便可以由水面的高低得知時間，隨后演化為沙漏。 但是，沙漏做得越精細，費用就越高，所以只有教廷、王宮、貴族等地方使用，普通人家是無法裝用的，同時，漏的準確度也不高，并不是理想的計時工具。 于是又有人發明了機械鐘。 最早的機械鐘叫“塔鐘”，約在300年前發明成功。 塔鐘架在高塔上，利用重錘下墜的力量帶動齒輪，齒輪再帶動指針走動，并用“擒縱器”控制齒輪轉動的速度，以得到比較正確的時間。但是，利用重錘驅動的鐘，只能高高地架在塔上，很不適用。 而再新一代的機械鐘，就是凱瑟琳的祖父10年前發明的用彈簧驅動的鐘。 最后這種鐘不斷改進，體積不斷縮小，成為了眼前這個西瓜那么大的‘小型’機械鐘。 不過，讓杜克感到慶幸的是，擺鐘還沒發明出來，這個自己還可以染指一下。 “好了，我們開始干活！” 杜克跟凱瑟琳開始組裝滑軌，很快就將實驗道具給搭建了起來。 “開始試驗！” 杜克拿著鐵球，放在滑軌上。 計時！ 滾下！ 換球，計時，滾下。 一次又一次…… 不斷重復。 因為航海中的船都是不斷晃動的，所以實驗數據的誤差不可避免。 不過，此次航程估計還有三四個月時間才到黑暗大陸，杜克、凱瑟琳有足夠的時間去不斷積累數據。 數據越多，掐掉頭尾部分，那剩下的答案就會越準確。 做了上萬次的實驗，稿紙都費去了許許多多。 最后，基本算出了一個大概的結果。 。超凡紀元 第31章 斜面銅球實驗
杜克不得不感嘆有一個權N代的朋友，好處多多。 原本他就住在普通艙跟其他人擠在一起，毫無隱私空間可言，然后凱瑟琳說一句話，他就搬到了貴賓艙，一個人獨享一個臥室，而且還有洗手間什么。 而現在，杜克說要一個實驗室，凱瑟琳找船長高茲，水手馬上就清空出了一個大大的倉庫，擁有足夠的空間去讓杜克去折騰實驗。 “實驗室已經配好了，那接下來我們應該怎么辦？”此時凱瑟琳已經化身為杜克的助手，穿著一身緊身衣，方便實驗操作。 她很期待杜克接下來的實驗過程。 杜克：“我認為，自由落體是一種最簡單的變速運動，最簡單的變速運動的速度應該是均勻變化的。但是，速度的變化怎樣才算均勻呢?我考慮了兩種可能。 凱瑟琳好奇：“哪兩種？” 杜克：“一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即經過相等的時間，速度的變化相等;另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即經過相等的位移，速度的變化相等。這第二種有點復雜，所以我們從第一種開始驗證，我把這種運動叫做勻變速運動。” 重點來了。 “怎么驗證？方法是？的”凱瑟琳那一雙如同蔚藍天空一樣清澈的大眼睛，充滿了的期待。 方法才是重點！ 杜克嘆了口氣，自由落體下落的時間太短，如果在現代社會，杜克只需要一部手機，用相機的連拍模式，拍下物體自由落體的位置，就可以驗證這一點。 可惜，現在只是落后的黑暗中世紀時期，很多方法都用不了，要直接驗證自由落體是勻加速運動還有困難。 不過，也不是沒有變通方法。 那就是伽利略的銅球斜面實驗，這是一個物理史上十分著名的一個實驗。 伽利略讓一個銅球從阻力很小的光滑直線斜面上滾下，小球在斜面上運動的加速度要比它豎直自由落體下落時的加速度小得多，所以時間容易測量些。 而杜克如今所有做的，就是將這個實驗過程給復制下來。 杜克將實驗的設想告知凱瑟琳。 凱瑟琳當場恍然大悟：“對啊，我怎么就沒想到呢？” 杜克知道，她之所以沒想到，缺的不是基礎知識，缺的就是戳穿這一層窗戶紙的關鍵契機。 杜克：“現在我們就要制造一個實驗道具，至少長達5米以上，同時還需要足夠的光滑的滑道木板槽，以及兩個足夠圓的球，一個重一個輕。” 凱瑟琳一個響指，很自信地說道：“這個容易，船上有許許多多的超凡者，各種奇奇怪怪的職業都有，只要我們能夠出一個懸賞，一定會有人能夠做出這種道具的。” 凱瑟琳說的沒錯，在懸賞發出后不久，就有乘客找上門，聲稱可以制造出光滑的木板。 這是一個紫發年輕人，精英級的超凡者，具體的能力沒人知道，他提供了一種奇怪的潤滑油抹在木板上，就讓木板的摩擦力大幅度下降，光滑到極致。 隨后，又有一個木匠制作了一個木球，一個鐵匠制作了一個鐵球，尺寸一樣，然后再用上潤滑油，令它們足夠的光滑。 不得不說超凡世界，有時候就是夠方便。 四天的時間，道具準備好了。 8米長的光滑木板槽一根，機械鐘一個，木圓球一個，鐵木球一個，兩個球同等直徑。 杜克看著那個西瓜那么大的機械鐘，感覺極為稀奇，這時候竟然已經有人制作出了機械鐘。 他還想說用沙漏來計算時間的，沒想到還有更加精確的機械鐘。 凱瑟琳得意道：“這東西可是我祖父發明的，他有一次因為時間的誤差，錯過一次觀察土星的機會，所以痛定思痛，發明了這種機械鐘。” 難得遇到杜克不懂的，凱瑟琳就一股腦將她知道的說了出來。 在沒有鐘表以前，人類所用的計時工具叫做“日圭”或“圭表”，它利用陽光照射在物體上所投射的影子來計時。不過這種東西有一個缺點，就是只能在有陽光的白天使用，到了晚上，或是碰到陰天、雨天，便不管用了。 因此，有些地方的人使用特制的蠟燭、香的燃燒長度來計時。 隨后又發明了漏，一開始是盛水的罐或壺，內壁有刻痕，底部有個小洞，讓水一點一滴地漏出，然后人們便可以由水面的高低得知時間，隨后演化為沙漏。 但是，沙漏做得越精細，費用就越高，所以只有教廷、王宮、貴族等地方使用，普通人家是無法裝用的，同時，漏的準確度也不高，并不是理想的計時工具。 于是又有人發明了機械鐘。 最早的機械鐘叫“塔鐘”，約在300年前發明成功。 塔鐘架在高塔上，利用重錘下墜的力量帶動齒輪，齒輪再帶動指針走動，并用“擒縱器”控制齒輪轉動的速度，以得到比較正確的時間。但是，利用重錘驅動的鐘，只能高高地架在塔上，很不適用。 而再新一代的機械鐘，就是凱瑟琳的祖父10年前發明的用彈簧驅動的鐘。 最后這種鐘不斷改進，體積不斷縮小，成為了眼前這個西瓜那么大的‘小型’機械鐘。 不過，讓杜克感到慶幸的是，擺鐘還沒發明出來，這個自己還可以染指一下。 “好了，我們開始干活！” 杜克跟凱瑟琳開始組裝滑軌，很快就將實驗道具給搭建了起來。 “開始試驗！” 杜克拿著鐵球，放在滑軌上。 計時！ 滾下！ 換球，計時，滾下。 一次又一次…… 不斷重復。 因為航海中的船都是不斷晃動的，所以實驗數據的誤差不可避免。 不過，此次航程估計還有三四個月時間才到黑暗大陸，杜克、凱瑟琳有足夠的時間去不斷積累數據。 數據越多，掐掉頭尾部分，那剩下的答案就會越準確。 做了上萬次的實驗，稿紙都費去了許許多多。 最后，基本算出了一個大概的結果。 。超凡紀元 第31章 斜面銅球實驗
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