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“最速降线”科普活动精彩回顾

发布时间:2019-08-09 15:48 文章来源:内蒙古科技馆

8月4日,在内蒙古科技馆二楼东侧“探索与发现、创造与体验”展厅,开展了关于“最速降线”的科普教育活动。

  

  本次活动围绕展品《最速降线》开展,引导观众以科学实验的方式操作体验展品,获得科普知识。首先通过解析知识点引入主题,其次进行展品和观众互动体验,通过展品的有趣现象引发观众对其中原理的思考。最后,通过观看科普视频,让观众更深刻了解展品中蕴含的科学知识,为观众营造了可以直接从实践中学习和体验科学知识的环境。

     

         

  在一个斜面上,摆两条轨道,一条是直线,一条是曲线,起点高度以及终点高度都相同。只考虑重力的情况下,两个质量相同的球同时从起点向下滑落,曲线的球反而先到终点。这是由于曲线轨道上的球先达到最高速度,而且轨道的大部分区域中曲线轨道上的球速超过直线轨道,尽管曲线轨道长于直线,但平均球速大,所以先到达终点。

      

     

  然而,两点之间的直线只有一条,曲线却有无数条,那么,哪一条才是最快的呢?伽利略于1630年提出了这个问题,当时他认为这条线应该是一条弧线,可是后来人们发现这个答案是错误的。1696年,瑞士数学家约翰·伯努利解决了这个问题,这条最快的曲线,是一条摆线,我们称之为最速降线,又称为等时曲线。最速降线就是摆线,只不过在最速降线问题中,这条摆线是颠倒过来的。

通过上面的图形,我们清晰的看见最速降线是如何形成的,它是个圆形沿着直线移动,其边界上定点形成的移动轨迹。这个轨迹成为“摆线”,也叫最速降线。

  

 最速降线在我们生活中有很多应用。例如我国古建筑中的“大屋顶”,从侧面看上去,“等腰三角形”的两腰不是线段,而是两段最速降线。按照这样的原理设计,在夏日暴雨时,可以使落在屋顶上的雨水,以最快的速度流走,从而对房屋起到保护的作用。还有粮食仓储物流工程、游乐场的滑梯等等上的应用。

  

  

科技馆作为重要的科普教育基地,更好的利用科普资源优势,有责任和义务为提高全民文化素质服务。开发形式多样的科普教育活动,能激发青少年对科学的兴趣,培养青少年观察、动手和综合实践能力。