便便溅起的水花是干净的么

压水花的问题确实是长久以来一直困扰我们的经典问题之一。引用一下@马小怀在水滴落在水盆里,溅起的水是水滴的水还是水盆里的水?为什么?问题里的答案吧,希望对你有帮助。2012年在德国举办的第25界IYPT「International Young Physicist tournament 国际青年物理学家竞赛」出过一道类似的题:14. Granular splash If a steel ball is dropped onto a bed of dry sand a splash will be observed that may be followed by the ejection of a vertical column of sand. Reproduce and explain this phenomenon. 粗略翻译:如果一个钢球落入干沙中,会产生竖直向上溅起的一股沙子,重现并解释这一现象。问题有些相似,虽然一个是流体系统,一个是刚体与近似流体系统。但先分析这个,再分析题主的问题应该会有些启示。PS:虽然我是物理专业的,但是我愿意用非常容易理解的维象的科普角度来解释这个问题。另外,图是我现画的,丑了点。。。这都怪pad不给力=。=IYPT这个竞赛没有标准答案,但当时我在场,现场的结果主要如下。当钢球落入平整的沙床时,由于其比较快的速度,会在短时间内导致沙床「在此视为流体」「在这种场合下比较常见的近似」中产生竖直的未填充空间,类似与一个空气圆柱体。见图一
便便溅起的水花是干净的么
之后,沙子会填充这个空气柱,由于流体的流动性和表面张力问题,会在这个柱子的中间优先塌陷填充,「具体是在柱体的哪个位置我不知道」如图二。
便便溅起的水花是干净的么
【便便溅起的水花是干净的么】
在图中不难看出,在这一填充中会在钢球上方遗留一定体积的空气,而在其他部分则被填充完整。可以想像,这股被隔离的空气在周围沙子继续不断的积压下一定不会甘受侮辱。然后我们便见证了这股空气奋而破土而出的现象----一股沙子自然被快速上升的空气喷出。如图三
便便溅起的水花是干净的么
好了,这个刚体模型分析完了,现在分析题主的这个水滴的流体系统把?与以上模型不同的是,钢球换成了水滴,但上述第一步应该是不会变化的,但不能否定的是,在水滴由于高速下落而产生未填充空间的过程中,由于接触瞬间的表面张力破缺,一部分水滴中的液体会运动到周围水环境中。这很好理解,这种过程也会持续发生直到最后水滴和水环境融为一体。在这种过程中,不能否定一部分原水滴中的粒子会在隔离空气喷出的瞬间处于被带离的位置。综上所述,如果是我回答问题的话,我会回答溅出的液体是混有原水滴中的液体,至于部分多少,我认为应该是少部分「不超过百分之五十」,但到底是多少,不得而知,而且会随初始条件和环境变化而易。最后我想说一下我的模型的局限性,让大家知道我是一家之言,不足为信,但我相信如果解析的解释这个问题会是非常困难的,我至今也想不出该怎么入手列出弹性力方程。首先,用沙子系统的模型套用流体系统虽然原理相近,但是不尽精确的。而且这个模型没有对于流体的弹性力分析。这是非常不足的一个部分,水环境不同于准流体沙环境的最大区别就是存在弹性力。在水滴与水面碰撞时,这种弹性力表现的尤为明显。
■网友的回复
应该会有便便的成分吧?
■网友的回复
题主是强迫症吧


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