☯“循环摆”是什么？-吉翔网

我们先来看一个实验，在棉绳的一端系一个铁片，然后在另一端系一大串铁片，下面把绳子搭在一个架子上，用手拉着轻的这头，让中的内头自然的悬挂起来。
想象一下如果这个时候松手会发生什么呢？让人意外的是，重物并没有落地，而是稳稳地停了下来，与此同时，另一端的小铁片还在杆子上绕了好几圈。
当然，你也可以把铁片换成咖啡杯或者勺子，玩一个整蛊游戏，让小伙伴把手放在咖啡杯的下方，相信在松手的那一刻，他绝对能体会到心跳的感觉。
还有勇士直接将十公斤重的杠铃片悬挂在了身体上方做实验，我们能够清楚的看到，在重物停下时，他到实验者的肚子仅仅只剩两个拳头的距离。
那么问题来了，在这些实验当中，为什么质量较轻的内端总能实现悬崖勒马的效果呢？回想一下我们在中学学过的定滑轮。
如果站在轮子下方直直地拉着绳子，那么松手后重物肯定会掉落下来。
而观察刚刚的几个实验，你会发现每位实验者在拉拽绳子时都是倾斜的，所以初始条件的改变导致了后续现象的发生。
我们可以画一个简单的模型分析一下，假设轻物的质量是小M，重物的质量是大M，手拉那次的绳长为L，它与水平面的夹角为西塔。
为了方便计算，可以忽略金属管的直径、绳子的质量、绳子与金属管之间的摩擦等等，并且默认绳子在整个过程中一直处于紧绷状态，这样就可以对两个物体分别列出方程，最终整理出一个拉格朗日方程。
这些等式看起来非常复杂，我们可以把C塔等于零代入进行数值求解。
从这张动态图中不难看出，两个物体的运动轨迹及再松手后不久，轻雾就发生了旋转。
如果你觉得这还不够直观，可以在做实验时将一个小灯珠粘在铁片上，那么黑暗环境中用相机就能够拍摄到轻物的运动轨迹了。
不过话说回来，为什么他只是旋转几圈就能阻止重物的下落呢？其实在旋转的过程中，金属管就相当于一个脚盘，在上面缠绕了几圈绳子后，由于摩擦力和张力的相互作用，其实我们这一侧只提供了一个很小的力，但在绳子的另一侧却可以获得一个非常大的力，这就形成自锁，让重物在落地之前不得不停下来。
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