洗衣機為什麼喜歡翻衣兜
衣兜、屋頂、旗子、乒乓球,怪事一大堆。
用洗衣機洗衣服,衣服兜經常會被水翻出來。如果兜里有錢的話,錢還會被洗衣機掏出來擰得皺巴巴的。面對這樣的場景,你也許會感嘆:「奇了怪了,難道洗衣機也像小孩子一樣愛翻衣兜,想看看裡面有沒有好吃的?」
杜甫的《茅屋為秋風所破歌》一詩中「八月秋高風怒號,卷我屋上三重茅」,很形象地描述出了大風容易掀開屋頂的現象,不僅茅草屋很容易被大風掀開屋頂,我國農村常見的瓦房,那些瓦片屋頂也容易被大風掀開。為什麼大風遇到房屋時,首先跟屋頂過不去呢?
風中的旗子總是不斷翻動,從沒有平直地展開的時候,除非你用力把旗子扯平。也許你會認為,這是風向改變或風力不均勻造成的,其實即使你搬來一個轉速均勻的風扇,直接對著拉直的旗子吹,當你鬆開手後,旗子還是照樣在風中不斷翻動。風中的旗子為什麼會永不停歇地翻來動去呢?
用吹風機向上吹乒乓球,乒乓球不會跑到氣流外面去,也不會掉下來,乒乓球為什麼這麼乖地停留在氣流中?
流體壓力差在搗鬼
這些現象看似五花八門,不好解釋,其實它們背後都有一個共同的規律主宰,即流體的速度越快,對周圍產生的壓強就越小。
比如,當我們靠近高速行駛的列車時,會感覺到列車好像對我們有一種吸力,把我們拽向車軌,所以平時在鐵路附近活動時要站在安全線之外,否則會很危險。這是因為,列車會帶動周圍空氣快速流動,在距離列車大約兩三米的範圍內,越靠近列車,空氣流動速度越快,空氣壓強也就越小,於是如果站在這個範圍內,身前身後,或左右會有一個壓力差,這個壓力差會把人推向高速列車。這個現象體現了流體(能夠流動的物質,例如空氣、水、石油等)的一個普遍規律。
根據這個規律,我們來分析一下洗衣機愛翻衣兜的現象。
當洗衣機轉動時,衣服兜口由於暴露在外,兜口的水流速度就是滾筒內的水流速度,而兜外側的水由於往往被裹在褲管或上衣內,水流速度比滾筒內的水流速度明顯慢,這樣,兜口和兜外側之間就有一個壓力差,兜外側的壓力較大,就會推動著兜向兜口方向移動,也就是不斷向外翻,直到衣兜完全翻出來。當衣服被水流攪動著轉動時,翻出來的衣兜還往往會被裹在衣服內的水壓得膨脹如氣球!
一個導演,多個影片
同樣道理,茅屋或瓦房的房頂一般不如牆壁結實,當刮大風時,房頂外側的風速大,而房內或躲在茅草、瓦片間隙的空氣速度幾乎為零,所以房頂外側的壓強要比茅草或瓦片間隙的小得多,風很大時,這種壓力差就足以把茅草或瓦片鼓起來,看上去好像風把房頂掀開了。因此,在颱風經常光顧的我國沿海地區,人們要特別注意屋頂是否結實。
對於風中的旗子來說,當旗子平直、沒有起伏時,旗子兩邊的風速是一樣大的,壓強也一樣大,這時的旗子就不會翻動。但問題是,完全平直的旗子是沒有的,現實當中的旗面總會有一點彎曲。彎曲的旗面,一側是凹的,另一側就是凸的。我們知道,凹的地方窩風,風速在凹的地方會減慢,這樣,旗子上的凹面風速比凸面風速慢,那麼凹面的壓強就比凸面的壓強大,這種壓力差會使凹面更凹,凸面更凸,使旗面的彎曲程度加大,更大的彎曲程度又會造成更大的壓力差,促使旗子進一步彎曲。
由於旗子的長度是有限的,這樣彎曲下去的最終結果,旗子邊緣的抖動就會導致旗子上凸面變凹面,凹面變凸面,旗子也就翻來動去了。這就是說,任何微小的旗面彎曲都會在風的作用下繼續彎曲,風的吹動只會加大彎曲,而不是消除彎曲,所以旗子在風中是不穩定的,總是處於彎來彎去的不斷翻動狀態。
既然氣流中的壓強小於氣流周圍的壓強,處於氣流中的質量很輕的乒乓球一旦想偏離氣流,就會被這個壓力差重新推回到氣流之中,於是乒乓球相當於被箍住了一樣,不會偏離氣流,而是處於氣流的正上方。由於氣流會給乒乓球一個向上的托浮力,可以克服乒乓球的重力,所以乒乓球可以乖乖地在氣流中懸浮著。
形形色色的有趣現象,原來背後都受到共同的一個規律控制著,大自然真是奇妙!
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