國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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反重力試管

物體一定往下掉嗎?試試看就知道~

器材:大試管、小試管、水盆
操作步驟與現象

1.選取大、小試管各一支,小試管要能套近大試管中,而且二支試管之間的縫線不能太大,能自由滑動即可。

2.將水盆將水,讓大試管裝滿水之後傾斜,插入空的小試管(以底部插入),小試管放入約一半長度即可。(如圖一)

3.將大小試管一起倒立,拿著大試管,迅速將小握著小試管的手鬆開。這時可以看到小試管不僅沒有掉下來,還上升到大試管中(大試管中的水會緩慢滴出來)。(如圖二)。

想一想,為什麼小試管會上升呢?

        按此觀看實驗結果(3.0M)

      圖一       圖二
原理

  當大小試管一起倒立後,大試管中的水因為重力而會往下流,但是小試管阻擋了水流下去。如果大小試管的間隙可以讓水緩慢流下去,而空氣無法補充進去大試管,則大試管上會形成短暫的真空,大氣壓力就會將小試管推進大試管的空間了。

叮嚀的話

  想要操作成功,必須選取尺寸恰當的大、小試管;如果小試管過小,會隨著大試管中的水一起掉下來。如果小試管過大,則可能卡住無法上升。另一方,為了讓操作現象更明顯,建議:(1)小試管選用塑膠試管更佳,因為重量輕可以讓上升速度更快。(2)大試管的長度越長越好,如此可讓小試管上升的距離增加。(3)可在小試管以油性墨水畫一圈圈的圖案,可以讓上升過程更容易觀察。

  另一方面,在大小試管一起倒立之前,小試管插入大試管的深度會隨著小試管的重量而有不同,玻璃製的小試管比其塑膠製小試管的重量更大,因此必須插入越深(通常超過小試管的一半長度),因此建議採用塑膠製的小試管。