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冬季挑战赛挑战二:飞旋的水杯 简单

头像 ZZ小海鸥 2019.01.29 2792 3

项目由来:偶然间看到了飞旋的水杯这个实验,在想用编程应该怎么做,于是想了:那就做互动实验吧,还能给学科老师上课时当例子给学生玩,多好。

上图视频是网络别的小朋友的实验。

那么根据这个原理现象,做了一个实时模式的飞旋水杯实验。(在这里面可以采用两个bit板,进行向心力测试,暂时就不做了,可以后续)

确定问题:实验道具选取(往水杯倒水),水杯圆周运动模拟。 

 小实验:旋转水杯,让水杯做圆周运动,水会不洒落。 

涉及原理:离心力。离心力是一种虚拟力,是一种惯性力,它是旋转的物体远离它的旋转中心。

 在物理学中,圆周运动(circular motion)是在圆上转圈:一个圆形路径或轨迹。圆周运动以向心力(centripetal force)(向心力F=mv²/R)供运动物体所需的加速度。这向心力把运动物体拉向圆形轨迹的中心点。若果没有向心力,物体会跟随牛顿第一定律惯性地进行直线运动。即使物体速率不变,物体的速度方向也在不停地改变。即匀速圆周运动中,线速度改变(方向),而角速度不变。 

离心力(Centrifugal force)是一种惯性的表现,离心力作为惯性力实际是不存在的。为使物体做圆周运动,物体需要受到一个指向圆心的力--即向心力(F=a*m,F——离心力; a——向心加速度; m——物体质量)。若以此物体为原点建立坐标,看起来就好像有一股与向心力大小相同方向相反的力,使物体向远离圆周运动圆心的方向运动。(当物体受力不足以提供圆周运动所需向心力时,看起来就好像离心力大于向心力了,物体会做远离圆心的运动,这种现象叫做“离心现象”。)

材料清单

  • micor:bit主控板 X1
  • 角度传感器 X1

步骤1 添加角色、背景,编辑各个造型

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步骤2 出示各种道具:绳子、空杯、水杯,编写标题、三个道具和对应文字介绍脚本。

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上图:标题脚本

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上图:绳子脚本

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上图:绳子文字脚本

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上图:空杯脚本

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上图:空杯文字脚本

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上图:有水的长水杯脚本

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上图:水杯文字脚本

步骤3 编写拿起水杯倒水脚本。

主控板A键按下拿水杯,旋转角度传感器倒水。(此处倒水趣味互动环节)

为了使角度传感器转的角度不会太大,所以使用映射。

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步骤4 编写圆周运动脚本

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摇晃这里稍微有点延迟,让水杯转的角度与摇晃主控板的幅度产生一个关系,(这里说明下实际的角度与加速度肯定不是上图这个关系,那样是要用上面原理中的公式的,这里暂时只是一个假的模拟),如果持续摇晃,可以让水杯飞旋(让摇晃次数大于10),如果没有持续,停下(实际情况还有晃动速度因素)(次数小于-10),那么水杯就会飞旋失败。(这里的玩法,还是充满趣味的)(你觉得呢?)

步骤3和步骤4含文字解说

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在外观造型上,就暂时没做了。以后慢慢来吧。

下面上传视频和源文件。

源文件码云地址:https://gitee.com/flfengling/chuangke_project.git

评论

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  • luyi

    luyi2020.02.05

    好赞啊,学习了!

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    • ZZ小海鸥

      ZZ小海鸥2019.03.02

      谢谢鼓励,我会继续加油

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      • ASH腻

        ASH腻2019.02.15

        很有意思的实验,不错

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