核心概念
物理学
重力
质量
惯性
导言
你在涂黄油吐司时，有没有遇到过面包滑落、翻滚并黄油面朝下落在地板上的情况？你会将黄油面朝下归咎于坏运气——还是物理学？是时候让科学来告诉我们了！拿起一片吐司，试一试，了解一下掉落的吐司片背后的科学！
背景
靠近地球的物体会下落，因为我们的星球，一个非常重的物体，会拉动它们。这种吸引力的效果非常熟悉，但我们对物体下落速度的直觉可能会让我们失望。直观地看，人们会认为物体越重，下落速度越快。但是，如果你拿两个大小相同的球——一个轻的和一个重的——并从相同的高度释放它们，它们会同时到达地面。这表明物体直线下降的速度不取决于它们的质量。伽利略·伽利莱在16世纪就做出了这个观察，直到今天仍然让很多人感到惊讶。
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除了这个物理事实之外，一些物体在下落时会翻滚，因为物体的一侧比另一侧先开始下落。物体在下落时旋转的速度取决于其质量相对于旋转轴的分布方式。
在这个活动中，你将研究吐司片如何掉落或翻滚，以及物理定律——而不是运气——如何决定你的吐司到达地面时哪一面朝下。
材料
旧报纸（或其他纸张）
几片烤三明治面包
黄油、花生酱或任何其他种类的粘性涂抹酱
黄油刀
一张75厘米（约30英寸）高的桌子
准备工作
用报纸保护桌子边缘周围的地板。
在一侧涂上一些烤面包片或吐司，涂上粘性涂抹酱，如黄油或花生酱。有些片涂薄一点，有些片涂厚一点，但始终将涂抹酱均匀地分布在面包的整个一侧。
在受保护的地面区域上进行所有测试。
步骤
用双手（每侧一只手）水平握住一片黄油面朝上的吐司片，与桌面高度齐平，然后松开。观察它掉落。当吐司到达地面时，哪一面朝下？
拿起吐司片，将其放在桌子边缘附近，同样黄油面朝上。以中等速度将吐司片滑过桌子边缘：不要太快，也不要太慢。观察它掉落。它与第一次测试的掉落方式相同，还是不同？
当吐司片落在地上时，观察这次哪一面朝下。与你的第一次测试相同还是不同？
你认为第一次测试（用双手松开）的结果是随机过程的结果（有时这一面朝下，有时另一面朝下），还是你的一面吐司片更倾向于每次都朝下着地？
第二次测试（将其从桌子上滑落）呢？朝下的一面是任意决定的，还是会倾向于某一面？你认为这是为什么？
用相同或不同的黄油吐司片重复两次测试。这次哪一面撞击地面？
即使你获得了相同的结果，这也很容易归因于运气。至少再重复10次。你是否反复获得同一面朝下，还是看起来像随机抛掷？也就是说，有时黄油面朝上，有时黄油面朝下。
如果一面更可能朝下着地，那会是什么原因呢？较重（涂黄油）的一面主要会朝上还是朝下着地？当你松开吐司片或将吐司片滑落时，如果黄油面朝下会发生什么？进行一组新的测试来找出答案！
额外：如果吐司片掉落的高度更高或更矮，会发生什么？进行另一组测试来找出答案！使用明显不同的高度，例如小椅子、窗台或阳台。现在它是如何着地的？
额外：你能设计一个测试来查看烤面包片的质量是否会产生影响吗？一本厚重的精装书会以相同的方式掉落和翻滚吗？预测结果并进行测试！
额外：你能设计一个测试来查看涂黄油面包片的质量分布是否会产生影响吗？质量大部分靠近中心的吐司片，会以与质量主要位于吐司片边缘的吐司片相同的方式掉落和翻滚吗？预测结果并进行测试！
观察和结果
从水平位置用双手松开后，吐司片是否笔直掉落，黄油面朝上着地？另一方面，你的吐司片在从桌子上滑落后，是否几乎总是翻滚并黄油面朝下着地？
当从水平位置用双手松开时，吐司片的所有部分在同一时刻开始下落。因此，吐司片笔直掉落。地球的引力决定了吐司片的下落速度——但在任何时刻，吐司片的每个部分都以相同的速度下落，并且吐司片着地时朝上的一面与其松开时相同。
当你将吐司片滑下桌子时，一侧会从桌子边缘倾斜，导致吐司片在下落时旋转。地球的引力仍然决定了吐司片中心的下落速度，但现在吐司片也围绕通过中心的轴旋转。吐司片在下落过程中可以旋转多少次将取决于下落的持续时间，而下落的持续时间由桌子的高度决定。物体的旋转速度是另一个因素，它由旋转物体的质量分布决定。在75厘米高的桌子上，你均匀涂抹黄油的吐司片最初朝上的一面通常会朝下着地。
结果将取决于桌子的高度。当从矮桌子上滑落时，下落时间较短，因此，吐司片将在较短的时间内旋转。相反，当从较高的桌子上掉落时，它有更多的时间旋转。
清理
处理掉你的保护纸，并将用过的面包扔进堆肥箱。
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