纸弹枪为什么能把湿纸弹打出去?

我们小的时候都喜欢玩枪,有的是自制的“土枪”,有一种纸弹竹枪, 结构非常简单,如下图示,取一截小竹筒 1 及细硬棍 2,制做两个小纸弹 3

与 4,分别用牙齿咬紧并用唾沫沾湿,用棍把弹 3 及 4 送入筒中前后两口端,然后尽量用力快速推进纸弹 4,纸弹就象一个憋足劲的弹丸,“扑” 地一声飞了出去。

但如果把湿子弹换成干纸弹就不那么灵验了,纸弹不会飞得很远。这是什么原因呢?

其实这是摩擦力在作怪。把纸弹压入竹筒内,纸弹与竹筒内壁紧紧挤压,当把纸弹 4 向前推进时,3 与 4 之间的空气被压缩,我们假设这是一个等温过程。根据玻意耳——马略特定律,这段气体的压强与体积的乘积是一个常数,即 PV=常数,P、V 分别是竹筒内弹 3 与弹 4 之间气体的压强和体积,4 向前运动时,3 与 4 之间的气体体积变小,压强必然增大,使得纸弹子两边气体的压力不相等。一开始 3 依靠静摩擦力来维持平衡。但当

两边压力差到达一定程度时,静摩擦力已无法保持 3 平衡了,弹子开始向筒口运动。我们知道,通常物体的滑动摩擦系数要小于最大静摩擦系数, 所以弹 3 一下子会受到一个较大的向前的推力作用,一下子就“飞”出了筒口。

纸弹竹松示意图

干纸弹与湿纸弹的区别在于:干纸弹表面没有滑润膜,而湿纸弹表面却被液体薄膜适当润滑,因此湿纸弹与筒壁的最大静摩擦力和滑动摩擦力的差值就大,纸弹滑动的一刹那所受的合力也就很大,纸弹当然就飞得远; 而干纸弹滑动时所受的合力远小于湿纸弹,因此就不会象湿纸弹那么飞得远了。