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沙漏下落时重量会发生怎样的变化?网友争论翻了

天平上放着一个沙漏。沙漏在运行和静止时的读数会一样吗?会多还是少?近日,这一物理现象引起了网友的热议。也有网友认为沙漏和里面的沙子被视为一个整体,质量没有变化,...

天平上放着一个沙漏。沙漏在运行和静止时的读数会一样吗?会多还是少?

近日,这一物理现象引起了网友的热议。也有网友认为沙漏和里面的沙子被视为一个整体,质量没有变化,所以读数不会变化。

也有网友认为,沙漏中的一部分沙子是失重的,这部分沙子没有出现在砝码上,所以读数变小了。

也有网友认为沙子的重力势能确实做功了,变成了动能,对沙漏底部产生了影响,这个力会导致天平读数变大。

其实这种实验早就有人做过了。简单地说,整个过程可以看做有三个部分:

第一部分是沙子开始下落,直到落到底。在这个过程中,整体质量不变,但重量会发生变化,因为沙子下落的过程是失重的,重量变小了。

随着沙子落入底部,它成为第二阶段。沙子的重力势能转化为动能后,打到底部会有冲击力。这部分冲击力会大于失重沙子的重力,导致天平测得的重量大于实际质量。

第三阶段是沙子与上部完全分离。随着最后一粒沙子落到底部,失重状态下沙子越来越少,导致ldquo减肥rdquo越来越少,在冲击力不变的情况下,测得的重量会上升。

直到所有的沙子落下,重量回到它的静态值。

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