好端端的耳机线为什么老是缠在一起?| No.163


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在生活中,很多朋友都会遇到问题,

包括我小时候玩过的绳索,

妈妈针织毛衣等。

当您将最初小心地从裤袋中取出的耳机线取出时,

会发现它也会纠结,

为什么是这样?

1

Q

为什么在不知不觉中纠缠在一起的线条?

由小白

日常生活中常见的打结现象是从口袋/袋中取出的耳机线缠绕在一起。这个看似简单的现象背后有很多科学。由此开发的“结理论”是拓扑学中的代表性研究问题。从其他角度,如熵原理,统计物理学,计算机模拟等,可以解释这个问题。

在这里,我们使用一个相对简单的过程来解释整个卷绕过程。如图所示,长绳是在有限的容器中。为了适应环境,必须将其放置在容器中的卷曲位置。这意味着绳索的一端将与其他部件平行排出。当容器摇摆时,绳索的末端有足够的机会上下滚动并与其他部分缠绕在一起形成不同的结。

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显然,形成结所需的两个因素是绳索的柔韧性和外部施加的扰动,并且柔性绳索将在外部扰动下形成结。考虑到上述结形成的原理,可以通过限制容器的尺寸,添加线膜以使线材变硬并且不易变形来防止线的缠结,以及合理的线绕组存储方法。当然,如何正确缠绕电线也是一种编织工艺。

是否形成的结很容易打开,与结的具体缠绕方法有很大的关系,如何分类结,如何扭转绳索,在物理或生活中应用什么结,对这些问题感兴趣的包可以通过物理学习。当然,对自学感兴趣的学生可以搜索结理论或编织组。以下是扭结理论在生活或实验中应用的一些现象。

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头部可以折断,头发也不会弄乱

(身体上的女孩每天都可以给自己一个漂亮的发型。体育学校里的男生每天都可以给他们的女朋友一个美丽的蝎子。物理学校的单身狗每天都可以使用,嗯,被绑多次。 )p>

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使用防御来分析三体问题

通过Nuor

2

Q

使用水盆连接水,靠近水龙头,更快或更远地填充水?

匿名

无论溅射问题如何,时间都是相同的。

在理想条件下,考虑水龙头侧面的盆A和水龙头下方五米处的另一个盆B.在0s时,水开始流动(假设初始速度为0m/s)。在0秒,第一滴水的速度。 0m/s的速度下降到盆地A.在相同的条件下,第一滴水需要达到5米。根据加速度的计算(g=10m/s2),到达盆B需要1s,速度为10m/s。假设在60年代后,盆A充满水并被带走总共60秒。 61s后,盆B充满水并被带走,总时间为60s(61s-1s),无论是近水还是远水,取水时水充满水盆的时间都是一样的。

然而,考虑到当取出热水时水龙头越高,水滴越快,飞溅就越容易,并且需要人放置水盆然后打开水龙头。盆地比水龙头好。

通过Nuor

3

Q

为什么乌云是黑色的(小黑云也是黑色的)?

由LZB

“乌兹别克语”是指黑色。如果云不是黑色,它可以被称为“黑云”(正面)吗?

首先解释云是什么以及它是如何形成的。云是由大气中的水和其他少量化学物质组成的可见液滴或冰晶的集合。 (事实上,雾也符合这个定义,除了它太靠近表面并且不能被认为是云)。当空气中的水蒸气含量增加或环境温度降低使得水蒸气过饱和时,水蒸气将聚集在冷凝核周围以形成小水滴或小冰晶。云中的小液滴和小冰晶大于入射光的波长,因此散射光强度几乎与入射波长无关。太阳光中各种波长的光被小冰晶和小水滴散射,使云出现。白色。当然,这是云相对较薄的时候。当云层很厚时,大部分阳光都会被吸收,无法穿透云层。这是乌云。

仔细观察可以看出,黑云的底部较暗,云的较薄边缘更白,因为太阳可以通过。如果你此时飞过云层,你会发现下面的“乌云”是白色的。至于小黑云,为什么它是黑色的?这是因为黑云的“黑”也与周围环境有关。例如,如果高海拔的云作为遮挡部分阳光的背景,那么即使低空云更薄,它也会变得更暗。例如,当天空的背景明亮时,在明亮的背景下设置小云。它看起来更黑。

由重光

4

Q

我看到老人(做豆腐)带着一口流动的水,为什么?听老师说这是一个虹吸现象?

匿名

虽然我没有说出你说过的照片,但你的老师说是的,这是一种虹吸现象。虹吸现象是由液体重力和管内大气压力共同作用下两个液体表面之间的高度差引起的,如下图所示。

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因为h1< h2,根据帕斯卡定律P=ρgh,装置左管中的液体压力ρgh1小于右管的液压ρgh2(压力方向向下)。另外,在B点和C点,存在大气压(向上方向),可以认为两者的大气压相等,即P1=P2=P.B点的压力为PB=P - ρgh1,C点的压力为PC=P - ρgh2,因此A左端的压力大于A的右端压力。在大气压和液压的共同作用下,水向液体表面的下侧移动。水平差异越大,流速越快。

但当ρgh1≥P时,虹吸现象将消失。此时,管道中的水将被A点限制,左端将向左流动,右端将向右流动,在中间形成真空层。对于水,这个临界高度为10.3米,因此通常在生活中没有观察到。

如前所述,必须首先用嘴吸吮,因为如果管的两端的压力平衡而不吸吮嘴,它将不会自动流到另一个烧杯。

参考:虹吸现象

煦天

5

Q

为什么金属有味道?

到520

金属实际上是无味的。当人们闻到气味时,他们首先需要进入鼻腔,但金属(汞除外)在常温下是固体。与气体和液体相比,金属原子很难从金属表面流出并进入鼻腔。因此,金属直接闻到。的。那为什么金属味?例如,铜味。这其实不是金属本身的味道,而是你自己的味道。当人体皮肤与铁接触时,汗液将元素铁氧化成亚铁,而亚铁将皮肤上的脂质过氧化物还原为羰基化合物 1-辛烯-3-酮(1 -octen-3-one),物质是我们通常的金属气味的来源。

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1-辛烯-3-酮(1-辛烯-3-酮)

1-辛烯-3-酮广泛存在于蘑菇中,因此据说金属闻起来像蘑菇。血液中的气味也是金属的,因为血液中已经含有亚铁,可以直接减少脂质过氧化物。除了铁之外,铜的反应类似,但氧化铝,镁,镍和人手几乎不会摩擦这种羰基化合物。铁合金和铜合金是生命中最常见的两种金属材料,因此您经常闻到“金属味”并不奇怪。

参考文献:Glindemann D,Dietrich A,Staerk HJ,et al。触摸或腌制时铁的两种气味:(皮)羰基化合物和有机膦[J]。 Angewandte Chemie International Edition,2006,45(42): 7006-7009。

由重光

6

Q

所谓氮加速的原理是什么?

由杨

据推测,参加“极品飞车”和“快速凌云”赛车游戏的小伙伴们经历了氮气加速的过程。氮加速的原理是什么?

要弄清楚这一点,首先要了解汽车发动机的原理(已知的小伙伴可以跳过这一段),如图1所示,常见的四冲程发动机原理如下:在进气冲程期间,曲轴旋转原因活塞向下移动,进气阀打开,混合气体进入气缸;然后进气门关闭,当曲轴继续转动时,活塞向上移动以压缩气缸中的气体;压缩的混合气体被火花塞点燃并开始燃烧,释放大量气体,气体体积迅速膨胀,使活塞向下移动,使曲轴快速旋转,使汽车前进,最后排出废气。这个循环允许汽车连续行驶。

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图1汽车发动机工作原理

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图2发动机原理图

汽车的速度直接取决于曲轴的转速。根据动力冲程期间燃烧前混合气体释放的压力,燃烧产生的气体越多或燃烧越充分,有助于汽车加速。现有的增压和涡轮增压是在一个行程中增加进入气缸的混合气体量,从而在燃烧过程中释放更多的气体,并且活塞上的压力更大,使得曲轴在车上旋转得更快。加快速度。

然后氮气加速,是否用氮气填充汽缸?显然不是,氮加速被称为氧化亚氮系统(NOS)。在加速过程中使用的气体不是氮气,而是一氧化氮(N2O),通常称为笑气,由于其轻微的麻醉。命名和功能,让人们笑。笑气可以在高温下分解成双氮和0.5倍氧。具有氮氧加速系统的汽车向发动机注入笑声,在高温下分解,增加氧气含量,并使一些发动机不参与燃烧。反应的燃料完全燃烧,释放更多的气体,从而加速汽车。

参考:氮氧加速系统

不要使用

7

Q

当水滴在手机屏幕上时,为什么水滴不会照亮彩色光线?当水滴变小时,水滴会出现在屏幕上的彩色光线?

通过盐析

为什么手机屏幕上的水滴不能反射彩色光线?擦拭时,屏幕上是否会看到彩色光线?这是因为水珠折射产生彩色光并且屏幕上的水膜产生彩色条纹的原理是不同的,属于两种不同的光学现象。

由于光的散射,水滴的折射产生了彩色条纹,这是雨天出现彩虹的原因;由屏幕上的水滴在屏幕上观察到的彩色条纹的原理主要是胶片干涉。彩虹作为Q&A专栏的老面孔,有很多关于彩虹的讨论。彩虹出现在雨天的原则可以参考前面的问答:No.119 A8为什么彩虹不圆? No.74 A5南方没有彩虹吗?第48号A2;第18号A3;第19号A1。

下面简要说明薄膜干涉的原理。如图所示,由于折射率在透明膜的上下界面处发生变化,因此在两个界面处发生反射,并且由上表面和下表面反射的光进入人眼并具有光程差。光束由相同的光源产生,满足相干条件,并且可以干涉。

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由于薄膜厚度的不同,根据相应的半波长的偶数或奇数倍产生亮条纹和暗条纹,并且由于不同波长的不同折射率,对应于不同波长的亮条纹的薄膜厚度是不同的。颜色在空间上分开。形成彩色条纹。薄膜干涉可以解释类似水彩油膜和彩色肥皂泡的现象。

不要使用

8

Q

有没有办法减慢光线?

由林子

根据狭义相对论,惯性系统中的光速是恒定的。然而,在不同的介质中,光的实际相速度将比真空速度慢,并且速度的降低通过c和相速度之间的比率来量化,其比率是材料的折射率。

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真空中的光速

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介质中的光速

对于给定的材料,其折射率不是恒定的,这取决于(正弦)光波的温度,压力和频率。时间相关的正弦干涉振幅以群速度传播,其群速度不仅与折射率有关,而且与作为频率变换函数的折射率有关。当群速度与相速度不同时,发生分散。慢光指的是具有非常低的群速度的光。

因此,为了“减速”光,可以考虑使用具有更高折射率的介质。另一方面,可以快速改变频率指数以降低群速度。可以使用相干粒子振荡(CPO)。产生诸如混合(FWM)的方法。

通过Nuor

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本期答案小组:

物理研究所Nuor,昊天,重光,不要使用

写下你的问题,下周五同一时间

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编辑:没有话语