为什么冰淇淋的形状是螺旋状?
真是个很沙雕的问题.....
其实这个问题我也想过
比如shi为什么是山路盘旋的模样
即使我真的没有晃我的pp
装模作样。扯犊子之前,先简单科普一下。
其实这种像流体(牛顿流体)落在固体平面上,形成螺旋堆叠的形状的现象称为「卷绳效应」英文:Liquid Rope Coiling.
最早由美国人乔治·巴恩斯(Barnes)和理查德·伍德科克(Woodcock)发现。
是流体力学领域的一个有趣的研究课题
这是油管上一位UP主用高速摄像机记录下的蜂蜜的卷绳效应
在分析冰淇淋为什么是螺旋状之前我们先简化一个模型出来,便于理解,再设定一些参数变数
图中,设落差高度为H,绕线角频率(circling frequency)Ω,冰淇淋流速Q
对于流体的性质,密度计ρ,运动粘度v。 粘度这个概念很好理解,粘度越大液体越稠密,流动性越差(抗剪力能力增强)
在重力,惯性力和流体内部的粘力(由粘度引起,可视为摩擦力)的综合作用下,流体接触到固体表面时会发生弯曲,再由于合力的向心作用成螺旋线排列
科普结束!
但同样是卷绳效应,但当下落高度H不同时,流体的堆叠也会呈现出不同的状态
找文献的时候,细致研究的文献我就自动略过了
只找到了上海交大有一篇论文设计了一个实验模型,里面就探讨了下落高度和流体堆叠半径之间的关系
①当落差小于6cm时呈现出的是图(a)可以看到盘卷的半径比较大,形状也相当规则。
此时频率f和H的关系为:
说明在0-6cm范围内,盘绕频率f可以粗略地看做与下落高度H的平方成正比。
②在6cm-12cm之间,盘卷形态非常不规律,混乱程度堪比「男上加男」
③在超过12cm之后,盘卷再次回归,绕线角频率可以达到50HZ,相当于流体盘绕一圈只需要仅仅0.02秒,此时:
频率f受下落高度的影响加大,达到3.3次方,而盘卷半径也开始缩小,呈现出与高度H的负相关趋势。(图中可以看到螺旋形状变得更细)
通过以上信息我们可以得出结论:在流体自身性质以及流速一定的前提下,下落高度是影响盘绕半径和频率的唯一变数,且成高次负相关关系(这词我编的)
这个结论很关键,影响到后面吃瓜
有了知识基础之后,我们回到冰淇淋
原来我总是以为给我接冰淇淋的大妈把甜筒晃了一圈,才晃出螺旋形
其实不是,她晃不晃冰淇淋也是那样,但今天学习到H和R之间的关系后
那就是
在理论上来讲,在接冰淇淋的时候如果能保持下落高度不变
(冰淇淋出口到接触点的距离不变)
我们就可以堆出像汉堡包一样的冰淇淋……like this:
但前提是,要真的保证H不变
这时候,你的冰淇淋就不是螺旋形的了
(题目推翻,可以下班了)
当然你可能会说,我买冰淇淋的时候看到大妈的手有时候也是向下移了的呀,为什么没出现巨无霸冰淇淋呢
当然是因为大妈手速不够稳
还有就是,她们怕你吃太多
所以你们的冰淇淋都是螺旋锥,而不是螺旋管(骄傲)
如果有人想尝试自己手动控制一下这个堆叠速率怎么办呢?
就是在下次买冰淇淋的时候,按住老板的双手
配合下图的手势和表情,对老板说「我自个儿来吧」
当然这种方法只适合那些不怎么要脸的人
前面我们提到,流体性质密度ρ和粘度v都是影响其形状的变数
最有乐趣的办法就是买个冰淇淋机,配不同密度和粘度的冰淇淋来玩(可通过疯狂放糖实现)玩完还能吃
但这实验成本还是有点高
思来想去……
其实……
嗯……
你可以……屁控
像这样,慢慢地抬高你的pp(脚大的人会稳一点吧)
以此方式,你就能保证流体出口到接触点间的距离不变
还蛮考验人实力的,我觉得
so,赶快为了科学实验献身吧青年,调整饮食结构刻不容缓!
争取人人都能拉出牛顿流体臭臭
(牛顿:wcnm!
Reference:
1. Ribe, Neil M., Mehdi Habibi, and Daniel Bonn. "Liquid Rope Coiling." Annual Review of Fluid Mechanics 44.1: 249-66. Web.
2. Zhang Zhang, Yi Luo, Xiangting Li, Yujie Wang. "Study of liquid rope coiling". Department of physics astronomy, Shanghai Jiao Tong University, China
因为看起来像屎,让人比较有食欲
因为这样就能把里面和底部做成空心的但是外面看却很多的样子!
要是直接填充多亏呀~
说出来你不信,是因为只有这样才能打的实在。
冰淇淋机打出来的冰淇淋是条形的,甜筒暂且不说,圣代如果不沿著杯壁打的话只会打的更少。(物理压平的话就不软
做成粑粑形状,免得吃多了变胖
下面都答得差不多了。
大概是节约成本 看起来也有食欲些什么
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