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文 | 魔力科學小實驗 ， 本文為原創 ， 歡迎關注及轉載分享 。
彩虹圈是一種喜聞樂見的玩具 ， 原名機靈鬼 ， 又叫魔幻極光 ， 在我國臺灣地區還被稱作妙妙圈 ， 更多人則將其統稱為彈簧圈 。 名字很多 ， 玩法卻比名字更多 ， 相信不少人都能羅列出多種不同的玩法 。 今天 ， 科爸嘗試了一種新的玩法 ， 在彈簧圈的兩端各固定一枚鋼球（是真的鋼球哦） ， 垂直松開手后 ， 奇妙的一幕瞬間出現了：鋼球居然懸停在了空中！到底是什么原因在作怪呢？跟隨奶爸的實驗視頻解鎖其中的奧秘吧~
實驗所需材料
彈簧圈、鋼球（一對）、彩虹圈
實驗操作步驟
1.在彈簧圈的一端固定一枚鋼球 。
2.在彈簧圈的另一端也固定一枚同質的鋼球 。
3.捏住鋼球與地面成垂直狀態后 ， 松開手 ， 使之自由落體 ， 觀察兩個球的運動狀態 。
【魔力科學小實驗，彩虹圈這樣玩，不知牛頓看了會咋想？要不試試？】現象及原理分析
通過上面的實驗我們發現：松開手后 ， 上端的鋼球受重力垂直下落 ， 而下端的鋼球則幾乎紋絲不動 。 隨著彈簧的收縮 ， 下端的鋼球直至被上端的鋼球砸到才開始下落 。 換言之 ， 下端的鋼球在空中懸停了一段時間才落下 。 換成大號的彩虹圈 ， 依舊是如此 。
鋼球下落過程
彩虹圈下落過程
為什么會出現這神奇的一幕呢？原來 ， 下端的鋼球受重力下落 ， 而上端被捏住的鋼球使彈簧被拉伸 。 未松手之前 ， 彈簧圈中的各處張力與重力是平衡的 。 釋放彈簧后 ， 上端的受力發生變化 ， 但不會瞬間到達彈簧各處 ， 而是以彈性波的形式來傳遞能量 。 彈簧的各處在彈性波到來之前保持平衡 ， 由于彈性波到達下端的鋼球時存在時間差 ， 于是產生了鋼球在空中懸停的神奇現象 。
再嘮5毛錢的科普
彩虹圈最初出現在人們視野時只是一個小小的益智玩具 ， 看似一個簡單的彈簧結構 ， 但玩法多變 ， 可以鍛煉眼與手的協調能力 ， 在坊間甚至有許多愛好者舉行競技 ， 老少皆宜 。
但你知道彩虹圈居然是一位海軍發明出來的嗎？
1943年 ， 美國一位海軍工程師在某造船廠做實驗時 ， 為了研制最佳的強浪抗震零件 ， 選用了彈性極好的彈簧 。 在實驗時 ， 他無意中碰掉了一只彈簧 ， 彈簧借助彈性從架子上慢慢“行走”下來 。
這個小意外引起了他極大的注意 ， 于是他將這只彈簧帶回家 ， 并讓充滿智慧的妻子貝蒂查看其中存在的彈性奧秘 。 卻不曾想 ， 在研制彈簧彈性奧秘過程中 ， 貝蒂竟將彈簧變成了玩具 。 這就是最初的彩虹圈 。
后來 ， 經過不斷的改良 ， 彩虹圈逐漸演變成今天的樣子 ， 并風靡全球 。
彩虹圈的核心原理在于螺旋式的彈簧 ， 顏色只是附屬 。 彈簧是一種利用彈性形變來工作的機械零件 ， 在外力作用下發生形變 ， 除去外力后又恢復原狀 。 在工業生產、國防工科、軍事領域、航天技術以及平常百姓的生活中都有具體應用 。
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