滾動的瓶子

　　比薩斜塔實(shí)驗(yàn)是科學(xué)史上一個非常著名的實(shí)驗(yàn)，在這個實(shí)驗(yàn)中伽利略借助兩只不同重量的鐵球證明了物體下落速度是與重量無關(guān)的。那么，相同重量的物體落下的速度是否一定相同呢？現(xiàn)在我們來做一個關(guān)于滾動摩擦的小實(shí)驗(yàn)，也許結(jié)果會出乎你的意料。

　　取一塊長方形木板，用幾本書將其中一端墊高并固定住，另一端平放在桌子上。找兩只相同質(zhì)地、同等大小、重量相等的圓形玻璃瓶子，分別裝入等重的細(xì)沙和清水，蓋上瓶蓋。為防止瓶子滾動時水和沙子漏出，可以在瓶口處粘上少許蜂蠟。

　　現(xiàn)在把兩只瓶子放在木板上，在同一起始高度讓二者同時向下滾動。理論上說，兩只瓶子的重量相同，又在同一塊木板上下滑，那么兩只瓶子受到的外部摩擦阻力應(yīng)該是一樣的，又因?yàn)槎�者從同一高度同時下滑，那么兩只瓶子應(yīng)該同時到達(dá)桌面。但實(shí)際上你會發(fā)現(xiàn)，裝水的瓶子將比裝沙子的瓶子提前到達(dá)終點(diǎn)。為什么會這樣呢？

　　實(shí)際上瓶子在起始位置上時具有的能量就是勢能，當(dāng)它開始下滑時勢能會轉(zhuǎn)化成動能及摩擦產(chǎn)生的熱能，雖然兩只瓶子與木板的摩擦是一樣的，但沙子對瓶子內(nèi)壁的摩擦比水對瓶子內(nèi)壁的摩擦要大得多，而且沙子之間還會有摩擦，這些摩擦產(chǎn)生的熱能比裝水的瓶子內(nèi)部摩擦的熱能要大，根據(jù)能量守恒定律，裝沙子的瓶子動能自然就少了，因此它的下滑速度比裝水的瓶子要慢。