魔力科学小实验第22期（魔力科学小实验）

魔力科学小实验第22期（魔力科学小实验）3.捏住钢球与地面成垂直状态后，松开手，使之自由落体，观察两个球的运动状态。2.在弹簧圈的另一端也固定一枚同质的钢球。弹簧圈、钢球（一对）、彩虹圈实验操作步骤1.在弹簧圈的一端固定一枚钢球。

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文 | 魔力科学小实验，本文为原创，欢迎关注及转载分享。

彩虹圈是一种喜闻乐见的玩具，原名机灵鬼，又叫魔幻极光，在我国台湾地区还被称作妙妙圈，更多人则将其统称为弹簧圈。名字很多，玩法却比名字更多，相信不少人都能罗列出多种不同的玩法。今天，科爸尝试了一种新的玩法，在弹簧圈的两端各固定一枚钢球（是真的钢球哦），垂直松开手后，奇妙的一幕瞬间出现了：钢球居然悬停在了空中！到底是什么原因在作怪呢？跟随奶爸的实验视频解锁其中的奥秘吧~

实验所需材料

弹簧圈、钢球（一对）、彩虹圈

实验操作步骤

1.在弹簧圈的一端固定一枚钢球。

2.在弹簧圈的另一端也固定一枚同质的钢球。

3.捏住钢球与地面成垂直状态后，松开手，使之自由落体，观察两个球的运动状态。

现象及原理分析

通过上面的实验我们发现：松开手后，上端的钢球受重力垂直下落，而下端的钢球则几乎纹丝不动。随着弹簧的收缩，下端的钢球直至被上端的钢球砸到才开始下落。换言之，下端的钢球在空中悬停了一段时间才落下。换成大号的彩虹圈，依旧是如此。

钢球下落过程

彩虹圈下落过程

为什么会出现这神奇的一幕呢？原来，下端的钢球受重力下落，而上端被捏住的钢球使弹簧被拉伸。未松手之前，弹簧圈中的各处张力与重力是平衡的。释放弹簧后，上端的受力发生变化，但不会瞬间到达弹簧各处，而是以弹性波的形式来传递能量。弹簧的各处在弹性波到来之前保持平衡，由于弹性波到达下端的钢球时存在时间差，于是产生了钢球在空中悬停的神奇现象。

再唠5毛钱的科普

彩虹圈最初出现在人们视野时只是一个小小的益智玩具，看似一个简单的弹簧结构，但玩法多变，可以锻炼眼与手的协调能力，在坊间甚至有许多爱好者举行竞技，老少皆宜。

但你知道彩虹圈居然是一位海军发明出来的吗？

1943年，美国一位海军工程师在某造船厂做实验时，为了研制最佳的强浪抗震零件，选用了弹性极好的弹簧。在实验时，他无意中碰掉了一只弹簧，弹簧借助弹性从架子上慢慢“行走”下来。

这个小意外引起了他极大的注意，于是他将这只弹簧带回家，并让充满智慧的妻子贝蒂查看其中存在的弹性奥秘。却不曾想，在研制弹簧弹性奥秘过程中，贝蒂竟将弹簧变成了玩具。这就是最初的彩虹圈。

后来，经过不断的改良，彩虹圈逐渐演变成今天的样子，并风靡全球。

彩虹圈的核心原理在于螺旋式的弹簧，颜色只是附属。弹簧是一种利用弹性形变来工作的机械零件，在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。在工业生产、国防工科、军事领域、航天技术以及平常百姓的生活中都有具体应用。

脑洞时间

如果弹簧足够长，本实验中的钢球能在空中悬停一分钟吗？欢迎留言区探讨，咱们下期见！

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