真不愧是用钱堆出来的，这座拱桥设计太巧妙

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文：科学奶爸 | 视频：科学奶爸

BGM：久石让 《Summer》，版权归属原作者

小朋友及大朋友们，晚上好！又到了今天的【科学大发现】时间了，我们的口号是“小实验大科学”。现在，你们准备好和我一起探索神秘的科学世界了吗？让我们变身科学小侦探，开启今天的科学任务吧！

领取任务卡

【今日任务】探索硬币拱桥悬空不掉落的科学原理。

【问题分析】硬币彼此交错叠放在一起并能伸出桌沿不掉落，初步判断与力矩有关。我们通过一组实验来进一步探索分析。

【课程目标】培养孩子发现、分析、解决问题的能力。

实验所需材料

1元硬币数十枚

实验操作步骤

1.将硬币放在纸盒边缘并往外伸出约一半的距离。然后在该硬币后面连续摆放另外7枚硬币形成一列。

2.在第一层硬币上面交错摆放第二层硬币。

3.在第二层的第一枚硬币前面再摆放一枚硬币，并用另外一枚硬币架在该硬币及与之相邻的另一枚硬币上面，形成第三层硬币。依次类推，共叠加11层硬币。

4.按照上面的步骤，再摆放第二列硬币。

5.按照步骤三的方法，将两列硬币最右端位置连接起来，使得整堆硬币形成一个U字型。

现象及原理分析

通过上面的实验我们发现，当把两列硬币交错摆放连接起来成为一个U字型结构后，U字型底端的硬币竟然能悬空在外不掉落。

力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。力矩的单位是牛顿-米。当硬币叠放在下一层某个硬币上且硬币有一部分悬空时，此时该硬币受到向下的重力以及下一层硬币的托举力，且下一层硬币最右侧边缘成为该硬币的支点。当悬空部分的硬币力矩大于未悬空部分的力矩时，硬币将掉落。当在该枚硬币上面继续叠放一枚硬币后，增大了未悬空部分的力矩，使得该枚硬币不会掉落。以此类推，如果将整个U型结构看成一个整体，因U型底端部位的硬币即悬空部位的硬币的力矩小于未悬空部位的力矩，所以整个U型结构能有一部分可以悬空而不掉落。

实验注意事项

实验可以使用其他面额的硬币。谨防幼儿误吞食硬币导致窒息。实验过程中需大人全程陪伴，不能让孩子单独操作，确保安全。

免责申明：科学实验含一定的操作风险，请家长陪同孩子严格按照实验步骤操作并仔细留意本实验注意事项，实验过程中发生的任何安全事故，与魔力科学小实验公众号无关。

今日互动及思维创新

挑战一下，看谁的拱桥悬空的硬币最多？文章底部留言探讨吧

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