一片墊板抬起一頭牛!超震撼「大氣壓力」實驗,在家就能玩!

我是科學訓練師 桑子研!每天都是一場實驗!

充滿在我們周遭的「空氣」,是不是平常到讓人幾乎不會去意識到它的重量或力量呢?但是,如果這看不見的空氣,竟然藏著能輕輕鬆鬆抬起沉重桌子的力量呢?今天,我就要來介紹一個超驚人的科學實驗,讓你親身感受空氣中隱藏的力量—**「大氣壓力」**有多厲害,而且只需要一片墊板(下敷き)就夠了!

這篇文章也有廣播版喔!

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在自然科學課教「壓力」時,用大氣壓力壓扁空罐子的實驗很經典,但準備起來總是有點麻煩對吧?如果想要更輕鬆、更有戲劇性地感受大氣壓力的威力,這個**「用墊板抬起桌子」**的實驗絕對是首選!需要的工具只有教室或家裡都有的「桌子」、以及在十元商店(100円ショップ)就能買到的「墊板」和「吸盤」而已。雖然準備時間極短,卻能同時帶給學生們「咦!?用這個就可以?」的驚訝,以及「空氣的力量竟然這麼強大!」的感動。

這個實驗不論是在普通教室、自然科學教室,還是在家裡的客廳都能進行。請務必來享受一下**「空氣力量被看見」**的那個瞬間吧!

實驗的準備與步驟

◆ 準備物品(一組的份量)

     

  • 墊板(B5尺寸)…1片
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  • 吸盤(直徑約3.6公分)…2個

※我都是在十元商店(Seria)買的。

※依照組數準備了12片墊板和24個吸盤。

▼參考商品:

     

  • 「迷你強力掛勾 吸盤式 5入」110日圓(含稅)
  •  

  • 在Amazon或樂天(Rakuten)也能買到類似商品。

◆ 實驗方法

     

  1. 將桌子表面擦乾淨,把墊板平放上去,確保中間沒有縫隙。
  2.  

  3. 在墊板的中央附近,將兩個吸盤用力壓緊貼好。
  4.  

  5. 用雙手握住吸盤的把手,慢慢地往正上方拉。

【成功訣竅】

這個實驗的訣竅就是:一定要**「慢慢地」抬起來。如果太用力或太快拉扯,空氣會跑進墊板和桌子之間,讓吸盤單獨脫落。只要緩慢地施加力量,就能體驗到墊板被吸附在桌上,甚至連同整張桌子一起抬起來的奇妙感覺喔!

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為什麼墊板能抬起桌子?

桌子可不是被魔術變起來的喔!這個現象的主角,是包圍著地球的空氣的重量,也就是「大氣壓力」**。平時,墊板的上方和下方都受到相同大小的大氣壓力,所以力量互相平衡。但是,當你把墊板緊貼在桌子上時,墊板和桌子之間的空氣會被擠壓出去,導致下方空氣的力量幾乎無法作用。

結果就是,只剩下墊板上方有著一根巨大空氣柱往下壓的狀態。因為這種看不見的力量實在太強大,墊板會被緊緊地壓在桌子上,當你試圖抬起時,就會連同桌子一起被抬起來了!

這和我們用吸管喝果汁、或是吸盤能緊貼在牆上都屬於同樣的原理。我們的周遭,充滿著大氣壓力所編織出的各種不可思議現象呢!

科學小知識:來算算大氣壓力有多大!

那麼,像這片B5尺寸的墊板(182mm × 257mm)上,究竟承受了多大的力量呢?實際算算看,你一定會被這個數字嚇一跳!

我們將地表的氣壓約設定為**1000hPa(百帕)**。這代表在每1平方公尺上,大約承受了100,000N(牛頓)的力量。用公式表示如下:

F(力)=P(壓力)×S(面積)

F=100000Pa×0.182m×0.257m≈4677N

把這個4677N的力量換算成重量,竟然相當於約467公斤重!這足足有3位相撲選手的體重,或是相當於一頭小牛的重量!你相信嗎?僅僅一片墊板上,就承受著如此巨大的力量!我們的身體也隨時被這股看不見的力量支撐著呢。

延伸學習點子

我們來算算這個驚人力量在更生活化的尺度上有多大吧。

     

  • **手掌(約15cm × 10cm)上承受的空氣力量有多大?**算出來大約是150公斤重!想像一下,你的手掌上隨時都站著一個成年男性那麼重的力量!
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  • **食指指甲(約1cm²)上呢?大約是1公斤重。試著想像一下,指甲上放著一包1公升的牛奶吧。

另外,使用像Narika公司的「橡膠吸盤君(ゴムピタくん)」**這樣的教具來玩玩看,也會很有趣喔。那種緊貼在桌上難以剝離的感受,能讓你更直接地感受到大氣壓力的存在!

你感受到空氣的力量了嗎?了解藏在我們身邊理所當然事物中的科學原理,會讓你眼前的景色變得有點不一樣喔!請務必在家中或教室裡,親自體驗一下這份感動吧。

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