不用黏著劑也能支撐香蕉!兩支牙刷創造出的摩擦力魔法
我是科學訓練師桑子研。每天都是一場實驗。
你想像得到嗎?一支小小的牙刷,竟然也能變身成「大力士」!今天我們要介紹一個實驗,平常只是用來刷牙的工具,竟然能藉由科學的力量,發揮出令人驚訝的超強力量。這是個能讓你親身感受物理學樂趣的絕佳小撇步,而且身邊隨手可得喔!
實驗:牙刷 V.S. 香蕉!誰會贏?
準備的道具很簡單:兩把刷毛偏硬的牙刷。實驗步驟非常簡單,但結果絕對讓你大吃一驚。
首先,用 S 型掛鉤等工具,將其中一把牙刷懸掛在高處。
接著,讓另一把牙刷的刷毛部分與懸掛的牙刷刷毛部分相對,然後用力地將兩者「咬合」在一起。

用手指輕輕按住這個「咬合」的部分,然後在下方的牙刷上掛上重物。
這次,我們竟然大膽地掛上了「一整串香蕉」!這重量可不輕吧?當你心想「這次一定會掉下來」而鬆開手指時……
驚人結果:它真的撐住了!
不可思議!下方的牙刷竟然沒有滑落,緊緊地撐住了整串香蕉!我們可沒有使用任何膠水或膠帶。只是簡單地將刷毛與刷毛互相「咬合」罷了。

科學解密:積少成多,來自「摩擦力」的威力
為什麼會發生這種事呢?秘密就在於「摩擦力」。
牙刷的每一根刷毛,力量都非常微弱。然而,一把牙刷上卻植入了數百、數千根刷毛。當兩把牙刷的刷毛互相「咬合」時,每根刷毛都會互相接觸,並因稍微彎曲後想要恢復原狀的力量而互相推擠。正是這種推擠,在刷毛與刷毛之間產生了摩擦力。
「單根刷毛的微小摩擦力 × 數百根刷毛」
這些微小力量的總和,就產生了足以撐起一整串香蕉的巨大摩擦力!
原理與知名「電話簿實驗」相同
聽到這個現象,也許有些人會想起在電視或科學展覽中看過的那個著名實驗。
沒錯,就是「將兩本厚厚的電話簿頁面交錯疊合,即使大人用力拉扯也無法分開」的實驗。那個實驗也是一樣的原理:單張紙的摩擦力雖然很小,但數百頁的摩擦力累積起來,就能產生連汽車都能牽引的驚人力量。
這次的牙刷實驗,正可說是那個著名實驗的「迷你版」!它比電話簿實驗更方便,而且只需要在百元商店就能買到的道具,就能親身體驗這個驚人的物理法則,是不是非常有趣呢?
總結:隱藏在身邊的超能力
我們平常不太會意識到摩擦力帶給我們的好處,但其實,無論是運動鞋不會打滑,還是魔鬼氈(黏扣帶)能緊緊黏住,都是利用了這種摩擦和鉤掛的力量。特別是魔鬼氈的發明,是受到植物種子會附著在動物毛髮上的啟發,而這次的牙刷實驗,也能讓你感受到與之相似的「結構性摩擦」的力量。
我當初也不知道,原來牙刷竟然能做出這種實驗! 推薦大家一定要在家裡或教室試試看。比起閱讀理科教科書,你一定會在這裡發現更令人興奮的驚喜!
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