Wissenschaft abseits der Sphäre: Stricknadel-Experiment

Projekte für Anfänger



Der Astronaut Don Pettit der Internationalen Raumstation Expedition 30 demonstriert mit Stricknadeln und Wassertropfen die Physik im Weltraum für “Science off the …
Okay, ich habe eine Pause Und was du siehst ist eine Stricknadel Und ich habe zufällig ein paar Stricknadeln in meiner Crew-Präferenz Und nicht, dass wir hier oben viel Zeit zum Stricken haben, aber es gibt ein paar andere nette Dinge, die man damit machen kann und so, sieh dir das an Also, hier habe ich ein Stück Papier und ich reibe die Stricknadel mit einem Stück Papier Und diese Stricknadel ist eine Polyethylen-Stricknadel Sie hat einen Durchmesser von 8 mm Und Jetzt nehme ich eine Spritze mit einer kleinen Teflon-Kanüle, spritze Wassertropfen heraus und schau, was passiert, wenn diese Wassertropfen in die Nähe dieser geladenen Stricknadel kommen, also ist das wie ein kleiner Satellit um einen zylindrisch geformten Planeten Nur die Physik hier ist ein bisschen anders Es geht nicht um Gravitation; Es geht um Ladungskräfte und natürlich können Ladungen ein Potenzialfeld ausüben, wie wir es nennen, also können sie eine Kraft ohne greifbare Verbindung ausüben, und Sie haben einen geladenen Tropfen, der aus der Spritze mit Teflonspitze ausgestoßen wurde Und dann Sie haben die geladene Stricknadel, und sie werden angezogen, wenn sie entgegengesetzte Ladungen haben Aber weil der Tropfen eine gewisse Geschwindigkeit hat, kreist er um die Stricknadel, jetzt ist diese Stricknadel ein bisschen anders als die, die wir haben angefangen Diese Stricknadel besteht aus Teflon Und Teflon hat einige wirklich gute statische Aufladungseigenschaften, wenn Sie es reiben Und ich dachte, es wäre gut, eine Teflon-Stricknadel zu haben, wenn Sie auf der Station sind Jetzt sehen Sie sich dieses Tröpfchen an Es kreist herum und da wir hier eine zylindrische Geometrie haben, kann es den Zylinder hinunter präzedieren, aber dann kommt es zum Ende und es kehrt seine Richtung um und windet sich entlang des Zylinders zurück, so dass es gefangen zu sein scheint Und hier haben wir ein paar kleine winzige Tröpfchen, sie erinnern mich irgendwie an Fliegen bei einem Picknick in Houston und diese Tröpfchen, die größeren, die Sie sehen, sind etwa 6 bis 7 mm groß Der Teflonstab hat einen Durchmesser von etwa 6 ½ mm Und dann sehen Sie hier einen Haufen aus kleinen winzigen Tröpfchen, und sie machen Spiralen Und sie gehen eine Weile den Zylinder hinunter und dann kehren sie ihre Richtung um und spiralen jetzt zurück Wenn Sie genau nach oben in der oberen rechten Ecke sehen, sehen Sie die Injektionsdüse aus der Spritze, und Sie werden auch sehen, dass ich eine zweite Stricknadel habe, eigentlich eine dritte Stricknadel, und diese Stricknadel ist aus Nylon Und damit Sie das Nylon reiben können, können Sie das Teflon reiben, und da ist Einige interessante Ladungseigenschaften, die zwischen Teflon und Nylon auftreten. Und ich fand, dass es nützlich ist, diese zu haben, wenn Sie ein Tröpfchen aufladen möchten, damit es Ihre Stricknadel umkreist. Dort können Sie die Spitze der Nylon-Stricknadel sehen, die ich aufgeladen habe mit dem gleichen Stück Papier reiben Nun, dies könnte auch einige physikalische Analogien zu dem haben, was mit geladenen Teilchen passiert, wenn sie das Erdmagnetfeld herunterkommen. Auch hier ist die Physik ein wenig anders, aber die Tatsache, dass geladene Sonnenteilchen spiralförmig das Erdmagnetfeld hinunterfliegen und manchmal auf verschiedene Schichten treffen die Atmosphäre, reflektiert und zurück, spiralförmig entlang der magnetischen Feldlinie Und wieder ist dies geladen, aber das Verhalten hat analoge Auswirkungen wie das, was im Erdmagnetfeld mit geladenen Teilchen passieren könnte, und dies ist natürlich einer der Schlüssel Spieler, die uns unsere Aurora schenken Und natürlich, wenn man so eine Stricknadel aufgestellt hat, fängt man an, mit den Wassertröpfchen zu spielen, man kann einfach nicht zu viele Videos wie dieses haben Es macht so viel Spaß, diese kleinen Tröpfchen zu sehen, und bemerke, wie sie der Stricknadel immer näher kommen, ihre Umlaufbahnen werden immer schneller und je weiter weg von der Stricknadel, desto langsamer die Umlaufbahn Je näher am Strick ting Nadel, desto schneller die Umlaufbahn Und das ist dasselbe mit der Orbitalmechanik, wenn Sie einen Satelliten um einen Planeten haben Und wieder, die Physik ist anders Planeten … Satelliten, die Planeten umkreisen, sind ein Gravitationspotential, Gravitationskräfte, und das sind statische elektrische Potentiale und statische elektrische Kräfte Aber das analoge Verhalten ist eine großartige Demonstration für Ingenieure oder Bildungseinrichtungen für Studenten

Leave a Reply