如何加速沙漏的下落,方便我们在餐厅骗菜?

subtitle 澎湃新闻09-26 17:40 跟贴 488 条

原创 毕导 毕导 收录于话题#穷人的乐园9个


大家在餐厅里应该都遇到过这样的情况,点完菜之后店家就给一个沙漏,漏完菜还没上就免单或者再送你一个菜。来我们情景再现一下

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通常店家用沙漏来彰显自己上菜快的自信,也让你等菜的过程显得妙趣横生。但贫困聪明如你,一定想过一个问题:有没有什么办法能让沙漏得快一点呢?

今天我们就纯粹以科研的视角,来探讨加快沙漏速度的方法!希望大家学会了不要去骗菜哦!


一、沙漏加速初探


好的实验首先需要好的实验对象,我们以一个内壁通透,沙粒均匀,曲线唯美的沙漏为宜,下落时间稳定在180秒。

按照朴素的思路,最朴素的方法就是晃,我们分别尝试左右晃、上下晃、拍打三种方法,每种操作三次,记录下落时长取平均数。


大家可以先猜一下哪种最有用,到时候猜对的就说明你猜对了。

【实验一:左右晃】


第一种方法是左右晃!只见我左右摇摆的身姿从容不迫,蓝色的沙流在空中欢快下落,感觉沙漏也有些惊慌失措


哇我的头发可真是多啊!


结果非常的AMAZING啊!结果原本3分钟的沙漏现在平均只要2分44秒就可以走完!时间缩短了大概10%!这加个小菜还不是小菜一碟!

按照这个思路,如果能让沙漏更高频地震动,时间还能再缩短!相信大家都能在生活中找到实现高频震动的道具吧

【实验二:上下晃】


再来看上下晃!这个动作不太适合于大庭广众,这娴熟的手法用来摇沙漏也是大材小用,但仔细看沙子似乎在原地按兵不动……


最后一测,平均时间反而增加到了4分钟!简直是废柴!

我推测这是向下摇的时候又给了沙子一个向上的力,所以反而使得沙子下落不连续了。以后大家没事去餐厅千万别上下摇,不然该赔的菜都赔不了!


【实验三:拍打】


最后是拍拍法!直接开拍!


电脑坏了拍几下就一定会好,但用在沙漏上就有点庸人自扰。整个拍打下来,沙漏下落时长缩短了几秒,平均时间2分54秒,算是差强人意。

综上所述,一个3分钟的沙漏,左右摇晃时间为2分40秒,上下摇晃为4分钟,拍打为2分54秒。由此看来,左右摇晃效果最好!


以上三个实验均说明,只要你不要脸地摇摆,沙漏的速度确实可以改变!好奇的小朋友可能就会问,为啥左右晃能加速沙子漏的速度呢?


我们仔细看沙漏,会发现它由上下两个封闭的玻璃空腔构成,里面装有光滑的玻璃微珠。微珠本质上是一个平平无奇的固体小球,但一堆微珠聚在一起时就变成了一种全新的形态。


它们可以像液体一样流动,又可以像固体一样静止。这在化工上称为“颗粒流”。比如沙子、雪、大米、猫(误)的运动都属于颗粒流。


流动的沙子用处也很多,可以是欢乐的游泳池,也可以是化工厂里的流化床,看着很欢乐吼!


但颗粒的流动性再好,毕竟还是固体。


物理顶刊PRL上有篇论文就专门讲了这个问题,如果沙漏脖子比较细,有时候漏着漏着,几粒沙子可能会恰好堆积形成顽强的拱形结构,堵住沙漏,导致上面的沙子都被撑在沙漏的沙壁上。


有堵就能疏,Janda等几个科学家发现,巧妙的振动可以破坏拱形结构,让沙漏下落更加通畅——所以你左右那么一振动,就摧毁了拱形结构,同时还没有其他力的干扰,落得自然更快,巧妙啊!


所以以后点完菜别闷头玩手机了


可以多和对方科普沙漏的知识啊。


二、沙漏加速再探


做完实验后,我忍不住继续思考,沙漏下落的速度还能不能再快一点呢?万一店家在2分40秒内就上菜了怎么办呢(误)


我决定先弄清楚沙漏漏沙的正常速度,看它究竟是先快后慢,还是先慢后快,还是几乎匀速。


试想下,如果是水的流逝,应该是先快后慢。因为开始液面高,压强大,流速快。好比你上个厕所,肯定是开始一泻千里,渐渐索然无味,最后尿湿了鞋。


如果是你容颜的流逝,应该是先慢后快。你22岁可能和25岁间没啥区别,但人到了28岁,一下子就苍老起来

沙漏作为一种颗粒流,它遵循完全不同的规律。我们在小学二年级就学过颗粒流的Janssen定律和Beverloo定律。Janssen定律指出,装有颗粒的圆柱筒底部压力与堆积高度几乎无关!

高度增大到一定程度,压力就不再变化了


Beverloo定律指出,颗粒通过细口的流量为下图所示。众所周知,这几个数都是定值

所以沙漏的下落速度几乎可以认为是固定的!


那么这个速度就无法改变吗?不!我很快发现这个说法有!破!绽!


如果我们能增大这个g,不就可以加速沙漏了!


根据爱因斯坦相对论等效原理,重力场与以一定加速度运动的参考系等效。如果我们把沙漏空的一侧向外,抡起手臂形成无敌大摆锤。产生的离心力就相当于给了沙子一个向外的加速度,就能把沙子加速甩下去!


像这样:


我将其命名摩天轮法!


旋转的大臂显得我孔武有力,随便抡抡就有十几个g,结果竟然创造了沙漏的奇迹。3分钟的沙漏这次1分钟直接甩空了!我这也太强了吧!


所以加速沙漏最完美的方法就是抡它!但请大家不要轻易模仿,因为

总之,摩天轮法抡得越快,你的沙漏就下落得越快。但缺点是你的动作也会越大,会更容易被发现。这就看你如何取舍了


我个人觉得风险还是有点大...


三、沙漏加速再再探


发明了摩天轮法后,我觉得沙漏下落的速度虽然快了,但我也快成为某贝头号通缉犯了。那有没有更温和的方法呢?


我又开始看沙漏相关视频,突然发现在慢镜头下看沙漏,它的下落过程竟然不是均匀的,而是波动的!忽快忽慢、一抖一抖!


而这个问题早在1993年,Wu和Bideau等人在物理学顶刊PRL上发表了论文!原来老外这么早就在研究如何骗菜了!

论文中,他们测量了沙漏中落下沙子的重量随时间如何变化。结果表明是阶梯状增加的。所以沙漏还真就是一股一股下落的,每一股的时间大致是个常数。


这背后核心的原因在于:沙子下落时,上层空气体积膨胀,压强降低,下层空气体积减少,压强增大。正是这个微小的压差使沙漏下落减速。


随后上下气体重新连通,压差消失,沙漏下落加速。总之就是加速-形成压差减速-连通后加速-形成压差减速-连通后加速...反复横跳,一抖一抖。


这篇paper还指出,只要用手捂住沙漏下面使其加热,就能增加下部的气压,直接封印沙漏的流动!我有粉丝直接用热水实验了,效果很好,当场封印


图源自up主@玩花切的V


按照这个思路,我完全可以利用这个气压差,给沙漏的上面加热,下面加冰,形成一个上面压强大下面压强小的加速环境啊!道具很简单:

直接开整!


虽然这个热毛巾把我都烫成猩猩了,但观察看来效果一般,3分钟的沙漏走完平均花了2分53秒!还这么费心思太不值了!


综上所述,从整体效果来看我们推荐这些方法:


摩天轮法>左右摇晃>连续拍打>


下冷上热>上下摇晃


四、结语


本文打着帮大家骗菜的旗号,实际上是以科学研究的视角探究了沙漏相关的动力学知识,希望对大家有所启发。以上实验仅供参考,请勿模仿。


如果模仿后被餐厅捉住,不要供出我就好。


原标题:《如何加速沙漏的下落,方便我们在餐厅骗菜?(偷偷学)》

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