餐桌物理學——莫非定律?

餐桌物理學——莫非定律?

 目的

抹好果醬的吐司一不小心從餐桌邊緣掉到地上的話,一定是果醬面朝下嗎?莫非定律(Murphy’s law)只是運氣問題?還是有物理原因?

 

 實驗

材料:

1.吐司

2.餐桌

製作方法

1.吐司的一面用奇異筆做記號,用來代表塗抹果醬的一面。

2.將吐司放置桌緣,以手輕推使吐司落下,觀察落地時接觸地面是吐司的哪一面。重複10次,並統計結果。

 

 

 原理思考

什麼原因使有果醬的那面朝下?

 

莫非定律是指「凡是可能出錯的事均會出錯」(Anything that can go wrong will go wrong.)。引申為「所有的程序都有缺陷」,或「若缺陷有很多個可能性,則它必然會朝往令情況最壞的方向發展」;這也是為何我們為何會講「抹有果醬的吐司落地時,永遠是抹果醬的一面著地」。 從影片中可以看出確實是抹有果醬(黑色奇異打叉)的那一面朝下,真的與莫非定律有關嗎?其實不然。吐司落地時,哪一面朝下,其實是個複雜的問題,但基本上與吐司的大小、吐司落下時與桌面的夾角、吐司離開桌面轉動時的力矩(torque)、轉動慣量(moment interia)等有關。 首先,假設摩擦力忽略不計,受力圖如下圖。

murphys law

 

 討論

1.當吐司抹上果醬,吐司的重心位置將略為改變,那麼是否還是抹果醬那一面著地?

2.用手將吐司沿著桌面推出去,此時吐司在離開桌面時將具有水平方向的初速,那麼結果是否一樣?

3.改變桌子的高度是否會影響結果?

 

 參考資料 

 “Why toast lands jelly-side down: zen and the art of physics demonstrations”, Princeton University Press, 1997, West Sussex, p75-77 E. Robert

 Murphy’s Law or Jelly-Side Down, The Physics Teacher, September 1988,192-193. R. D. Edge

 “Physics for Scientists and engineers with Modern Physics “, International Edition., Addison Wesley, 2003, U.S.A., p.367-406. Randall D. Knight

 

 製作

朱慶琪

 

 指導老師

朱慶琪

 

 撰稿

杜宗勳,朱慶琪