实验目的

认识摩擦力以及在生活中的应用

实验材料

道具螺栓、螺帽、盖子、磁铁、电池

操作步骤

1.拆掉螺栓顶部的盖子，填入一枚小型电池后将盖子盖回；

2.将螺帽以顺时针方向旋入螺栓；

3.螺栓顶部吸附一枚小型磁铁；

4.手握螺栓，开始表演；

5.明显感觉到螺栓在不停地振动，螺帽顺着螺纹产生位移直至挣脱螺栓。

现象及原理

通过上面的实验发现：磁铁吸附在螺栓顶部后，拧至尽头的螺帽顺着螺栓的螺纹向外滑动，直至脱离螺栓。

这是一套特殊的道具螺丝，螺栓顶部装有微型电动马达，在磁铁的作用下接通电路后，马达产生振动并将振动波横向传递至螺栓上，致使螺帽与螺栓同时振动，二者之间的摩擦力消失，导致螺帽沿着螺纹运动并最终从螺栓上松脱出来。

实验示范视频

BGM: Rafael Krux - Inspiring Teaser

拍摄/剪辑：科学奶爸

什么是摩擦力？

两个相互接触并挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。

摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。

生活中有些摩擦力是好的，比如：鞋子与地面摩擦，使人前进；轮胎与地面摩擦，汽车开动；刷子刷地板，污垢去除；轮胎装上防滑链在雪地行驶更安全；筷子夹起食物……这些都是利用摩擦力产生的作用效果。

轮胎防滑链 / 图片源于网络，侵删

但有些摩擦力却是不好的，比如：发动机缺少润滑油时会增大摩擦力，导致机器加剧磨损；穿着溜冰鞋时，无法在光滑地面拖动重物；粗糙的黑板更费粉笔；生锈的自行车链条骑着更费力；用滑溜溜的金属筷子很难夹起一块同样滑溜溜的红烧肉……

螺丝知多少？

螺丝是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地紧固器物机件的工具。

螺丝是紧固件的通用说法，是日常口头语。螺丝是谁发明的，至今没有权威的文献记载，但是第一个描述螺旋物的人是希腊科学家阿基米德（约公元前287年-公元前212年）。

阿基米德螺旋是一个装在木制圆筒里的巨大螺旋状物，用来把水从一个水平面提升到另一个水平面，对田地进行灌溉。真正发明者可能并非阿基米德本人。（科爸曾经做过这个实验，点击图片可观看阿基米德螺旋泵实验）

镙丝是和镙孔外镙纹与内镙纹旋紧配合，缧丝是供柝卸的锁紧件，无论是左旋或右旋镙纹都有一定间隙配，才能使镙钉镙帽旋转自如。

不过，弯曲、差热效应和外施荷载，如振动、冲击和震动等，都会使螺母和螺栓螺纹之间存在移动空间，因此导致夹紧力自行松脱和消失。每当出现此情况时，螺栓便自行退绕。这就直接导致了紧固件松脱。

有实验证明，螺纹紧固件在横向振松实验中只需100次即可松动。

螺丝在生活中的应用已经渗透到方方面面，大到工程、桥梁、建筑，小到眼镜、相机、卷笔刀都无处不在，可以说，只要地球上存在工业，螺丝就一直存在。

图片源于pixabay，侵删

所以，螺丝防松一直都是工业制造与产品的严重隐患，而这种未知可能发生的安全事故已对我们的日常工作、生活到交通运输等有预料不到的危害情况发生。在机械工程上，很多机械都要求紧固件必须要防止松动。

看完今天的实验，是不是感觉奇奇怪怪的知识又增加了？如果是的话，记得点个在看哦~

你喜欢魔术吗？有哪些魔术让你难以忘怀，欢迎留言讨论，如果有合适的素材，科爸在实验中表演一下也未尝不可。

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