魔力|魔力科学小实验，铅笔粘上电池和磁铁，竟然飞快地转起来了！魔力

【魔力|魔力科学小实验，铅笔粘上电池和磁铁，竟然飞快地转起来了！】

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文 | 魔力科学小实验，本文为原创，欢迎关注及转载分享。
磁铁与电池就像是物理实验界的黄金搭档与梦幻组合，由此能做出许多磁与电的奇妙实验。比如，奶爸就曾用一节电池和几枚磁铁做成了世界上最简易的电动机（点击蓝字回顾该实验《简易电动机》）。今天，我又要对磁铁及电池下手了，不过这次的实验对象是一支普通的铅笔。铅笔粘上电池及磁铁，竟然飞快地转了起来！为了揭开其中的奥秘，咱们用一个小实验加以探究。
图片源于pixabay
实验所需材料
砝码、磁铁、五号电池、玻璃瓶、铅笔、木片
实验操作步骤
1.将圆柱磁铁粘接在铅笔顶部。（铅笔的另一头削尖）
2.将3节五号电池负极粘在靠近笔尖一端，正极朝外，角度大致相等。
3.木片一端上下两面用磁铁对吸。
4.木片压在瓶口，磁铁下方放一面镜子，铅笔的笔尖立于镜面，保持垂直。
4.轻轻转动铅笔后松开手。

现象及原理分析
通过上面的实验我们发现：轻轻转动立于镜面的铅笔，铅笔与电池同时旋转，松开手后，铅笔依旧在镜面上以较快速度稳稳地旋转。只要不加干预，转动就能维持较长时间。
铅笔陀螺
为什么会出现这种神奇的现象呢？原来，磁铁吸引铅笔使之直立，笔尖立在光滑的镜面上，有效减小了摩擦，而粘在铅笔上的3节电池增加了铅笔的质量，起到了配重块的作用，且由于3节电池夹角大致相等，提升了系统的稳定性。转动铅笔后，由于惯性，铅笔在镜面上保持较长时间的旋转。
通过下图可以清楚的看到磁铁、铅笔、电池与镜面相互制约及相互作用的关系。
再唠5毛钱的科普
该实验的核心机制在于惯性与质量的关系。
在物理学上，惯性是物体抵抗其运动状态被改变的性质。物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。换言之，惯性是物体保持运动状态不变的一种属性。无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。
简单一句话：一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性。
既是如此，今天的实验为何偏要在铅笔上粘上几节电池呢？这涉及到惯性与质量的关系。
惯性的大小只与物体的质量有关，因此质量是对物体惯性的量度。质量大的物体运动状态相对来说难以改变，也就是惯性大；质量小的物体运动状态相对易于改变，也就是惯性小。（质量大惯性大，质量小惯性小）
增加了电池的铅笔质量增大了，惯性也随之增大，在没有外力干预的情况下，旋转的时间会更久。
举个最简单的例子：下坡道路上，行驶着的重型货车比小轿车更难以刹停，就是这个道理。
图片源于pixabay
此外，紧急刹车时，人会往前倾；扔出手的纸飞机继续飞行；子弹出膛后继续前进；停电后，风扇不会立即停止转动；百米赛跑过线后不会立即停止奔跑……诸如此类现象，都是惯性的体现。
在地球表面，惯性时常会被摩擦力、空气阻力等效应所掩蔽，从而使物体的移动速度变得越来越慢，通常最后变成静止状态。在今天的实验里，假如忽略摩擦力和空气阻力，铅笔将一直保持运动。