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為什麽快速拍擊水麵還是會感到水麵很硬?
來源: Frions 中科院物理所、機靈班 瀏覽 1639 次 發布時間:2024-09-02
為什麽快速拍擊水麵還是會感到水麵很硬?
首先,水是有慣性的。當手掌快速拍擊水麵時,相當於要給水一個瞬時加速度,小黄片入口知道,加速度很大時,速度可以是零,那麽就相當於手去撞擊一個速度為零的牆麵,給水牆一個大的衝量,而力的作用是相互的,水也給手這樣的相反的衝擊力,小黄片入口感受到的水很硬,其實是小黄片入口的手很疼。
水的表麵張力示意圖
其次,水可以認為是不可壓縮流體,當手掌垂直拍擊水麵時,相當於在豎直方向壓縮水,而水是不可壓縮流體,豎直方向水下沒有多餘的空間去移動,且拍擊的速度太快,以至於水還來不及向四周擴散,那麽就好像水很硬一般。
再次,水的表麵張力在這裏起到了一定的作用。液相與氣相接觸時會形成一個表麵層,在這個表麵層上的液體分子受到內部液體的吸引力大於外麵氣體分子給的吸引力,這些分子就有向液體內部聚攏的趨勢,這種趨勢形成了表麵張力。在表麵張力的作用下,水麵像是一個緊繃的橡膠膜,如果用手掌去拍沒有破除表麵張力的水麵自然就覺得疼。
外國博主Mythbusters曾經做過一個實驗,在假人下麵墜加一個錘子,先後測試加錘子和不加錘子在同一高度假人落水時受到的衝擊力,結果不加錘子人體拍到水麵上受到的加速度是287g,加錘子是239g,測試者的結論是他認為錘子可能有影響,他並不認為加上錘子的影響大到足以拯救你的生命。表麵張力約為每米72毫牛每米,這個數值比較小。加錘子後減緩人體受到的加速度的原因主要來自於錘子先入水時候砸出了向上噴湧的氣泡水(水花),但是也不可否認有破壞表麵張力的因素。
延伸閱讀
魚尾巴塗洗潔精,放在大水盆裏,可以遊泳?
原理:魚遊泳是因為表麵張力。水具有表麵張力,當在魚的尾巴一端塗上洗潔精時,會降低此處的水的表麵張力,魚就會因水的表麵張力差異向著沒有洗潔精的那個方向遊走!不能用同一盆水重複此實驗的原因是,當做過一次魚遊走的實驗後,洗潔精會擴散於整個水中,盆裏各處的水的表麵張力都降低了,就不再能產生推動魚移動的表麵張力差異。





