摘 要：为了探究利用底部有孔的碗来进行计时这种方式的效果，文章以 2020 年全国大学生物理学术竞赛（CUPT）“撒克逊的碗”这一题目为基础，基于萨克逊碗的运动学模型和流体模型得出该碗下落轨迹方程，再利用 MATLAB 软件进行了方程的求解预测理论轨迹，使用 Tracker 软件对全过程实际运动趋势进行了采集并与理论趋势对比。并且还研究了碗底部孔的直径、碗的直径、液体的密度、碗的质量以及碗进入水中的高度对碗的下沉时间的影响。最终理论和实际符合较好。
关键词：计时；孔；液体；下沉时间；MATLAB
DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2023.04.035
基金项目：安徽省教育厅质量工程项目（2021kcszsfkc360）；大学生创新创业训练计划项目（202111059019，202111059071，S202011059035，S202011059059，S202011059235）
中图分类号：TP39；O351.2 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2023）04-0139-04
Research on the Factors Affecting the Sinking Time of Saxon Bowl
LEI Yulin1, YANG Chengxiao1, ZHANG Zhen1, ZHOU Wangyue 2, LIU Hui 1
(1.School of Advanced Manufacturing Engineering, Hefei University, Hefei 230601, China; 2. School of biology, food and environment, Hefei University, Hefei 230601, China)
Abstract: In order to explore the effect of timing with a bowl with a hole at the bottom, based on the topic “Saxon Bowl” of the 2020 National University Physics Academic Competition (CUPT), the paper obtains a formula of the bowl's falling trajectory based on the kinematics model and fluid model of the Saxon bowl. MATLAB software is used to solve the formula and predict the theoretical trajectory. The Tracker software is used to collect the actual movement trend of the whole process and compare it with the theoretical trend. The effect of the diameter of the bowl with a hole at the bottom, the diameter of the bowl, the density of the liquid, the mass of the bowl and the height of bowl into water on the sinking time of the bowl is also studied.
Keywords: timing; hole; liquid; sinking time; MATLAB
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作者简介：雷玉林（2000—），男，汉族，河南驻马店人，本科在读，研究方向：自动化；杨成晓（2000—），女，汉族，河北张家口人，本科在读，研究方向：电子信息；张震（2001—），男，汉族，安徽合肥人，本科在读，研究方向：智能制造；周汪玥（2000—），女，汉族，安徽合肥人，本科在读，研究方向：食品科学；通讯作者：刘慧（1983—），女，汉族，安徽宿州人，教师，博士，研究方向：凝聚态物理。