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[来自互联网]DIY 高斯步枪

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发表于 2007-3-18 16:50:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
确切说是高斯原理的磁直线加速器
这是一个非常简单的玩具,利用磁场的连锁加速来高速发射一粒钢珠。这个玩具很容易做,只要几分钟,也很容易解释和理解,很有观赏性。

简单的材料:我们需要一根在顶部带有小槽的木尺,一粒钢珠可以在槽中轻易滚动。任何一块带槽的木头或者铜或铝都可以。我们选则木尺,是因为在我们家或者学校周围或者当地文具商店很容易找到。

我们需要一些胶带纸.同样,几乎任何一种都行。这里我们用Scotch牌的透明胶带,用乙烯电胶布也可以。

我们需要四个磁铁块. 任何类型的都可以,但是用磁力越强的磁铁,钢珠就会加速越快。这里我们用超强镀金钕铁硼磁铁,在我们的其它项目中用到过。

我们还需要九粒钢珠、直径与磁铁的高度相当。 我们用五/8英寸口径的镀镍钢球。

我们最后需要一把锋利的刀来切割胶带纸。

我们先贴第一磁铁到尺子的在2.5英寸处。距离有点乱--我们想让所有四个磁石放在同一尺寸内,便于以后距离的计算。

用刀片修剪多余部分胶带纸时,要小心,因为刀片会被磁铁吸引。

这很重要,防止磁铁碰撞在一起, 他们是用脆性材料烧结的像陶瓷一样易碎。把尺子暂时固定在桌子上,防止跳起来,然后把下一个磁铁固定到尺子上。


四个磁铁都固定好后,就可以开始给高斯步枪装弹了。


每块磁铁的右边放两粒钢珠,小心不要掉下来。

高斯枪发射:设置一粒钢珠在最左边的磁铁的导轨上,滚动球。越靠近磁铁,它受磁铁吸引越大,开始自己滚动撞击磁铁。

高斯枪发射时,过程太快,看不清楚,右边的钢珠以相当的力量射出。我们这个一尺长的版本的高斯枪速度不够快,不会有什么伤害,你可以用你的手或脚作为目标。

这是如何做到的呢?

当你滚动第一个球,为第一块磁铁所吸引,一相当的力量击中磁块,我们称这个动能为“一个单位”。

钢珠的动能传递到磁铁,磁铁再传递到下一粒钢珠,再传递到另一个,像打台球一样。第三个球获得了“一个单位”的动能在运动,受到第二块磁铁的吸引加速,当它命中第二块磁铁时,速度差不多是原来的两倍了。

第三球撞击后,第五球以“二个单位”的动能飞出,同样加速撞击第三磁块,获得“三个单位”的动能,到第七个球撞击第四磁块,加速结束,这样累加起来,共获得了4个单位的动能,并传递给最后一个球,以4倍动能飞出命中目标。


从另一角度看机理

当装置设置好准备启动,我们看到有4个球紧贴着磁块。这些球处在物理学家称之为“磁场”的状态中,把它们从磁铁移开需要能量。

但是所有这些球都有另外一个球贴着它,这第二个球不在“磁场”中,它们在离磁块5/8英寸的位置,它们比贴着磁块的球,更容易移动。

假如我们要把贴着磁块的球移动到5/8英寸的位置,我们需要加能量到球上。球被以相当的力拉向磁块,我们放手的话,球的动能就又回来了。

高斯枪发射后,状态就不一样了。现在有两个球紧贴磁块。磁块两边都有一个球。每个球都在“磁场”中,释放了处在离磁铁5/8英寸的位置所储存的能量,这个能量被传递给了最后一个球,用来摧毁目标。

速度与动能

一个物体的动能定义为:1/2质量乘以速度的平方。由于每块磁块的推动,动能线形增加,但速度并不是线形增加。假如我有4个磁块,动能是4,但速度增加的是动能的平方根。因此我们增加磁块,速度每次增加的量很小。球滚动的距离和破坏力是一个动能方程,因此也是一个磁块多少的方程。

我们可以不断放大,直到最后的动能使磁铁被冲击力粉碎。这之后,再增加磁块,就没有什么作用了。

为什么圆形轨道不会成为永动装置?

假如用圆形轨道,我们是不是将得到免费能源,或者可以永远加速?

引用一句名言回答:“在世界上分两种人--一种理解热力学第二定律,一种不理解。”

假设你已经建了一个圆形轨道,在每个磁块后放了两个球。当最后一个球释放,碰到磁块,这个磁块有两个球在磁场中,就没有能量从这个磁块贡献出来。
 楼主| 发表于 2007-3-18 16:53:08 | 显示全部楼层
没办法
这里不支持土豆或者youtube内嵌播放器
放个视频链接吧
http://www.tudou.com/v/jNRqOTsZ-1I
发表于 2007-3-18 17:09:39 | 显示全部楼层
发表于 2007-3-18 17:55:06 | 显示全部楼层
哇 好神奇哦 [s:8]
发表于 2007-3-18 18:24:19 | 显示全部楼层
这实验老早在工业学院时代就玩过
还有那个万乐珠加气水的化学反应
和把汽球放入微波炉的高危实验呢
(不要在家里试,因为真的很危险,会死人的,小心小心)
 楼主| 发表于 2007-3-18 22:03:23 | 显示全部楼层
精华哦
谢谢捧场的
发表于 2007-3-18 22:59:27 | 显示全部楼层
看著好像是回事,但是也沒什麽好玩啊
发表于 2007-3-20 12:30:35 | 显示全部楼层
这个吊怎么说是日本的?
 楼主| 发表于 2007-3-20 19:09:08 | 显示全部楼层
引用第7楼失控的胖子2007-03-20 12:30 PM发表的:
这个吊怎么说是日本的?
辐射里的高斯是德国的
反正都是轴心国
发表于 2007-3-20 23:31:04 | 显示全部楼层
这算是一种利用磁实现加速的模型吧,高斯步枪要麻烦的多,用的是电磁加速
电磁加速目前有两种,即轨道式和线圈式,辐射里的是线圈式,难度更高了...
发表于 2007-3-21 00:34:56 | 显示全部楼层
高斯好像是一个很厉害的科学家的名字吧?
发表于 2007-3-21 09:23:24 | 显示全部楼层
高斯定律???? [s:3]
头像被屏蔽
发表于 2007-3-22 00:22:10 | 显示全部楼层
飞不起来。
发表于 2007-3-22 15:12:39 | 显示全部楼层
谁造出来了卖给我~~ 我大量收购~~~  [s:4]
 楼主| 发表于 2007-3-24 21:41:38 | 显示全部楼层
不难啊
就是几个吸铁石罢了
发表于 2007-3-24 22:31:51 | 显示全部楼层
7楼的朋友怎么可以说“r i ben”这个词?我一说就说不行,不让发帖!!
 楼主| 发表于 2007-3-24 23:42:37 | 显示全部楼层
我也能说曰本  [s:2]
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