蜂蜜下落自动盘旋之谜:科学解析卷绳效应

蜂蜜下落自动盘旋之谜:科学解析卷绳效应

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【蜂蜜下落自动盘旋之谜:科学解析卷绳效应】

您试过把筷子插进蜂蜜瓶再拔出来吗?那下落的蜂蜜可不是乱滴的,它会像根细绳子似的自己缠绕起来,这就是有意思的"卷绳效应"。上世纪五十年代末,美国人乔治·巴恩斯和理查德·伍德科克发现了这个现象,还专门写了论文,给这个生活里的神奇现象取了名。

咱先做个小实验:拿根筷子插进蜂蜜瓶,再慢慢分开,盯着下落的蜂蜜看——它真的会自己盘成螺旋状,就像有人在暗处帮它编绳子一样。可要是打开水龙头,水流落下来只会在水池底铺开,为啥差别这么大呢?这就得从液体的"脾气"说起了。

水的粘稠度低,分子间吸引力小,落到平面就像撒开的沙子,立马铺成一片。但蜂蜜不一样,它的分子间吸引力强,刚碰到平面的蜂蜜还没来得及散开,新的蜂蜜又接着落下来,这样就形成了一个动态平衡的圆柱形结构。不同高度下,这个"蜂蜜柱"受到的力不一样,形状也就变了:

- 下落高度4到8毫米时,粘滞力比重力和惯性力大得多,蜂蜜就像挤出的洗发水,基本直直往下滴,没啥缠绕。

- 高度升到1.5到7厘米,重力开始"发力"。这时候能看到蜂蜜分成两部分:上面是长长的"尾巴",下面是短短的缠绕区。尾巴部分,重力和抵抗拉伸的张力较劲;缠绕区呢,重力又和抵抗弯曲的粘滞力较上劲了。

- 高度在7到12厘米时,"蜂蜜尾巴"开始像钟摆一样晃来晃去,缠绕的圈数也变多了。

- 当高度超过15厘米,尾巴和缠绕部分几乎垂直,蜂蜜层层堆叠,螺旋结构里的惯性力完全平衡了粘滞力,盘得可规整了。

其实不只是蜂蜜,像糖浆、护发素这类粘稠液体,只要条件合适,也会玩这套"盘旋魔术"。有科学家拿玉米糖浆做实验,发现下落高度、液体流速都会影响缠绕的花样——有时候能盘成紧密的弹簧圈,有时候又像松开的毛线团。

这事儿还能用到工业生产上呢。比如造纤维的时候,要是能控制好"卷绳效应",说不定能让纤维自动织成特定结构

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