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这不是笑话,没有配平管也能离心

丁香园

1953
几乎每个做实验的朋友每天不知道要离心多少次,其中有一步配平,你真的会吗?现在考你一个问题,多半会答错。
给你 n(n 取值为 1-24)个离心管,每个离心管内液体一样。这 n 个管都需要离心,且没有额外的配平管,有一个 24 孔离心机,请问 n 有多少种情况下不能离心?
相信大家使用离心机时,都会遇到这样的问题:需要用 24 孔离心机离素数个管子。一般的做法是要再取一个离心管加水称重配平,这有些麻烦。
偶数个
自然,偶数个管肯定能配平,堆成放两边,所以偶数就不用考虑了。
奇数个
奇数个管中,自然 3、9、15、21 都能配平。但是剩下的奇数中是否就不能配平了呢?
答案揭晓
除了样品数 1 和 23 外,都能够配平。信不信看下图,涂黑的圆代表放了样品的孔,以下的数目都是能配平的。



剩下的样品数的配平方式也在上图中,只要把上图中空心圆看成已放样品的孔,比如 13 个管子配平方式对应上图 11 个样品数(如下图),14 对应 10,15 对于应 9,依此类推。



你可能要说,你确定上图配平了?否则把实验室离心机用坏了我可赔不起。我可以告诉你,只要你的每个离心管重一致,离心液密度一致,离心机用坏的风险和你另取管子配平的风险一样小。
物理学得好的同学可以用力的分解再合成算算,看看离心中心点的合力是否为零。我有一个理解的方式,可以帮助你不用记住上图就能徒手配平。
你只要知道一个简单明了的物理结论:作用在一个点的两个为零的力其合力也为零,简单来说就是「0+0=0」。拿样品数为 5 来举例,5=2+3,我们只要把 3 个管子正三角形放(合力为 0),另两个对着放(合力为 0)就能配平(0+0=0),故 5 个样品能按下图两种方式配平:



7 个样品按「3+2+2」摆放,11 个按「3+2+2+2+2」摆放,其它的数(除 1 和 23)都可以依此类推。


作者:阿乙,科研狗授权转载
配图来源:网络
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