洗澡时浴帘为什么会自己缠到身上来?

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所属分类:科普

这是个很常见的生活现象。如果你曾经和浴帘交过手,你就会发现这家伙特别喜欢在你洗澡的时候粘住你。但是当你把水关掉了以后,它又一本正经地立正站直,假装什么都没有发生过。

洗澡时浴帘为什么会自己缠到身上来?

许多曾经用浴帘洗过澡的人都会感到心很累,这到底是洗澡还是洗浴帘?浴帘为什么比喵星人还调皮?

一开始,有人认为这是气体对流造成的。

比如你开着热水洗澡的时候,浴帘里的空气被加热,温度变得比浴帘外的空气高。按照对流的原理,这些湿热的空气在浴帘里往上爬,使浴帘里下面的气压变低,上面的气压变大。

洗澡时浴帘为什么会自己缠到身上来?

这么一来,浴帘外的空气就想挤进来看看怎么回事,于是浴帘就会被想看热闹的冷空气撺掇着抱住你。

听起来好像很有道理啊,这么说起来就不是浴帘想和你玩,而是空气想和你玩了咯。

不过奇怪的是,夏天用冷水洗澡的时候,浴帘也想和你一起洗澡。这又怎么解释?

有人想到,那可能和伯努利大叔(伯努利效应)有关系吧。还记得大人要你不要接近运动的火车吗?那是因为伯努利大叔说,运动的空气的气压比较低,会把附近的物体,比如你吸进去。

洗澡的时候,莲蓬头里的水流也会带动浴帘里的空气流动。空气一流动,气压不就变低了吗?

真的是这样吗?

2001年的时候,这个现象触动了一个物理学家。实际上这个人以前从来没有遇到过浴帘抱住自己的情况,直到有一次他去岳母家洗澡,然后那片薄如蝉翼的浴帘就紧紧地抱住了他的大腿。

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这个叫做大卫·施密特(David Schmidt)的物理学家这样回忆当时的场景:“它美美哒吸住了我的腿”。大卫·施密特当时是马萨诸塞大学安姆斯特分校(UMass Amherst)机械和工业工程系的助理教授。

施密特的专长是研究飞机和发动机的燃油喷嘴。他利用职务之便,用一个其他公司设计的计算机模型来研究起浴帘的奇怪行为。用别人的模型研究自己的生活现象没什么不好的啊,毕竟,莲蓬头就好比是一个大码的燃油喷嘴嘛。

洗澡时浴帘为什么会自己缠到身上来?

他首先用计算机画了一个岳母家的浴缸、一个莲蓬头和一根浴帘的杆子。然后设定莲蓬头每分钟流出30升的水,一共流30秒。

他的计算机没日没夜地跑了2个礼拜以后终于算出了结果。原来,当你洗澡的时候,莲蓬头喷出的水使浴帘里的空气形成了漩涡,就如同一个迷你飓风。这个漩涡的中心的气压非常低,就好像是飓风的风眼一样,就是它把浴帘吸过来的。

洗澡时浴帘为什么会自己缠到身上来?

只要莲蓬头一直在出水,这个漩涡就一直存在。你洗澡时候的水流越大,浴帘越轻,那么就越有可能被浴帘裹住。

洗澡时浴帘为什么会自己缠到身上来?

那么漩涡是怎么产生的呢?

施密特认为这是两个物理效应的结果,一个是伯努利效应,一个是驱动空腔

伯努利效应就是文章开头提到的那个解释——莲蓬头喷出的水流带动浴帘里的气体流动,使浴帘里的气压变低。

产生漩涡的另外一个力量就是驱动空腔(driven cavity)。驱动空腔指的是莲蓬头喷射出的液滴产生的现象。虽然莲蓬头喷出的水一开始受重力的影响落得很快,但是后来却因为气动阻力(aerodynamic drag)减速了,并把能量传递给了浴帘里的空气。

洗澡时浴帘为什么会自己缠到身上来?

这些接受了水滴功力的空气开始水平旋转。也就是说,就是莲蓬头的水滴的减速使你的腿附近产生了漩涡。

不出所料,施密特因为认真研究了浴帘的奇怪癖好拿到了2001年的诺贝尔奖...

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搞笑界的...

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后来有人提出,施密特你应该做几个实验来验证一下你的计算机模型啊!但可惜的是,施密特不想再和浴帘聊下去了。更加雪上加霜的是,他的老婆还对他说,你再研究浴帘的话以后就给你的墓志铭写“研究浴帘的家伙在此沉睡”…

所以怎么样使浴帘不要抱住你的大腿呢?施密特给了下面这些建议:

买重一点的浴帘

把莲蓬头放到离浴帘远一点的地方

在浴帘下面剪几个洞

半开着浴帘洗澡

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