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如何用手机吊起冰箱?  

2010-11-30 15:45:00|  分类: 新知茶座 |  标签: |举报 |字号 订阅

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如何用手机吊起冰箱?

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如何用手机吊起冰箱? - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》

最近,某品牌手机推出的一则“病毒营销”视频在互联网上引起了广泛关注:两个科学宅男用一只手机吊起了冰箱。围观群众纷纷表示,这个视频是假的吧。其实,用手机吊起冰箱并不难。从理论上来说,手机还能吊起质量更大的东西,比如大象(或装着大象的冰箱)。

视频里的“手机”实际上指的是手机中负责震动的小马达,直接输出扭矩非常小。扭矩是力与力臂的乘积,通常可以认为输出扭矩大的马达能提供更大的力。我们说的实际上是“如何用一个小马达吊起质量很大的物体”。这跟“手机”其实并没有关系,是齿轮传动让一切变为可能。

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当一大一小两个齿轮相互咬合并共同旋转时,大齿轮转得慢,小齿轮转得快。如果向小齿轮的轴输入一个小的扭力,在大齿轮的轴中就会输出一个大的扭力,在不考虑机械传动中能量损失的情况下,大齿轮和小齿轮输出扭力的比等于他们半径的比值。

在理想情况下,齿轮组输出的功率等于输入的功率,所以单位时间内齿轮组输入输出两端的力与力臂的乘积是不变的。如果你打算运一袋大米上六楼,可以直接扛起这袋大米哼哧哼哧上楼,也可以打开口袋,一次送一粒大米上六楼,如此往复。“手机吊冰箱”实际上就是一次送一粒大米。视频中的“超级变速器”用了两个普通变速器,号称能够将手机马达的扭矩放大10万倍。由于机械传动时会产生功率损失,所以其实际输出扭矩大约只有原始扭矩的三四万倍。那么,能不能制造出放大力矩10万倍的超级变速器呢?当然是可以的,不过,如果真的用这种超级变速器去做个什么事情,会把你急死的———它实在太慢了。所以制造一个无限放大力矩的宇宙无敌超级变速器是没有意义的,因为它运行起来需要宇宙无敌超级久。

当然,并不是说这个视频完美无缺,毫无可以指摘之处,其中也确实出现了错误。下面我们进入吐槽时间:

首先,视频中出现了物理常识的错误:让手机马达持续转动的那个程序,界面上显示了两个白色的参数;第一个应该是输出轴的力矩(单位应该是N·m而非 N/m),第二个应该是输出轴的线速度。如果这两个参数是指超级变速器输出轴的参数,那么它们的数量级都是错误的;其次是剪辑上的错误:在视频中,冰箱快要被完全提起时(1分40秒),变速器输出轴转速较快;而实际上那时冰箱的上升是稳定而缓慢的,输出轴作为这个上升的动力源,也是稳定而缓慢地转动的。

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最后做一个友情提示:这个超级变速器是不可能用视频中出现的几台机床手工制作的,必须是设计完成之后交付工厂加工。即使是有条件的使用机床的同学,也没有必要去试了。

□张浩(果壳网DIY编辑)
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