再冷門的問題也有最熱鬧的答案

我們都曾夢想過成為萬事通，就像機(jī)器貓的口袋，能應(yīng)付朋友提出的所有問題；我們也曾時(shí)不時(shí)冒出古怪的問題，它們之中絕大多數(shù)都未獲解答便隨著少年或成年的夢想慢慢熄滅。由于個(gè)體知識的局限，誰都不可能真正“包治所有疑難雜癥”，然而，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，當(dāng)大家匯聚在一起，真有可能無所不能?？茖W(xué)松鼠會和它的朋友們一起打造了一位“問不倒先生”Dr.You。別小看它，它決不負(fù)責(zé)回答“人一共有幾顆牙齒”這樣的簡單問題，也不回答“怎么樣動(dòng)心臟手術(shù)”這樣的專業(yè)問題，更不會回答“打哈欠會傳染嗎”這樣被解答過無數(shù)次的陳舊問題，它要解決的，是來自我們身處的這個(gè)時(shí)空中的所有讓人頭疼的問題。

擠出來的沐浴露為何會打圈圈？

“Ziplb”的熱鬧答案：

其實(shí)這是一種低雷諾數(shù)流動(dòng)的典型現(xiàn)象，雷諾數(shù)即流體慣性力與黏性力之比，雷諾數(shù)越小，流體中黏性力的作用也就越大。在倒洗發(fā)水等高黏性的流體時(shí)，由于黏性力的作用，每部分流體微團(tuán)都會受到相鄰流體微團(tuán)的“拉扯”與“牽制”作用，在靠近地面堆積時(shí)，自然也會受到已堆積流體的“拉扯”作用，而慣性力無法抵消這種黏性力的作用，“拉扯”的合力形成了“旋轉(zhuǎn)堆積”的現(xiàn)象。這樣就容易理解，倒水的時(shí)候?yàn)槭裁床粫霈F(xiàn)這種現(xiàn)象了，因?yàn)榇藭r(shí)為高雷諾數(shù)流動(dòng)，流體慣性力的作用大于黏性力的作用，足夠抵消已到達(dá)地面流體的“拉扯”，故此時(shí)流體流下時(shí)沿慣性力的方向垂直下落。

為什么杯子里面的水總也倒不干凈？

“擦擦嘴”的熱鬧答案：

水的黏附，有分子間相互作用（范德華力）的影響，還要看分子或者原子之間相互接觸的電子云的“人際關(guān)系”。一個(gè)東西內(nèi)部抱得緊緊的，遇上別的東西有可能排斥，也有可能“見色忘友”地?fù)屩ヰと思摇?/p>

這個(gè)問題可以簡化成兩個(gè)相對獨(dú)立的小問題：

1．絕大部分杯子里的液體是否會流出來？

2．殘留的小液珠最終是否可以流下來？

首先，讓我們來考慮前面這個(gè)簡單點(diǎn)的問題。先確定一個(gè)隔離對象——這里我們確定為“杯子里的絕大部分液體”，這個(gè)對象內(nèi)部即使“大鬧天宮”，也不會影響它和外界的關(guān)系。再來看外部：它受到重力作用和“杯子分子”的引力，對于蜂蜜、糨糊之類的黏稠液體，相當(dāng)一部分會被杯子“挽留”下來，這樣就不能完成液體“大逃亡”的任務(wù)了。

其次，讓我們來解決殘留的頑固液珠的問題。把附著在杯子底面的液珠作為研究對象，我們可以發(fā)現(xiàn)液珠受到了重力、表面張力、杯子底部與液體分子之間的引力作用。假設(shè)液珠達(dá)到重力平衡，可以靜止地附著在開口向下的杯子底部，這種狀態(tài)下液珠內(nèi)部沒有流動(dòng)，內(nèi)部成分之間的互相黏糊程度（簡稱黏度）就不會參與力平衡。多說一句，向下的重力和液珠的體積成正比（與半徑的立方成正比），向上的固體與液體之間的分子引力與接觸表面積成正比（與半徑的平方成正比），向上的表面張力的合力與液珠和杯底接觸面的周長成正比（與半徑本身成正比），所以當(dāng)液珠增大的時(shí)候，向下的重力增長的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快過向上的力（比如液珠的半徑加倍，重力就會變?yōu)橐郧暗?倍，而分子引力和表面張力變?yōu)橐郧暗?倍和2倍）。因此，液珠上的力將不再平衡，最終被重力硬生生拖了出去。

為什么湯圓可以邊煮邊翻跟頭，而餃子卻不行？

“沐右”的熱鬧答案：

中國有很多地區(qū)的習(xí)俗是新年吃水餃，正月十五煮湯圓。煮湯圓的時(shí)候，可以看到湯圓在水里不停地翻身打滾，但煮水餃時(shí)水餃卻安靜得多，基本上不動(dòng)，只是偶爾會翻個(gè)個(gè)兒。這是為什么呢？

對于一個(gè)漂浮在水上或者是懸浮在水中的物體來說，重心的位置越高，物體本身的重力勢能就越大，因此，這類物體總是傾向于讓重心的位置更低一些。水面上的籃球很容易就可以讓它轉(zhuǎn)動(dòng)，但扁平的小船即使在一定的風(fēng)浪條件下也不會翻。煮湯圓或者水餃的時(shí)候，鍋里的開水咕嘟咕嘟沸騰，不斷地給湯圓或水餃提供隨機(jī)的力矩，只要它們的重心位置利于轉(zhuǎn)動(dòng)，很容易就會翻個(gè)兒。

現(xiàn)在的問題就是，湯圓和水餃的重心位置究竟如何。讓我們看看湯圓和餃子的結(jié)構(gòu)，湯圓是一個(gè)球形結(jié)構(gòu)，有著很高的對稱性。這使得湯圓在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，重心沒有任何變化，一個(gè)很小的力矩就會讓它轉(zhuǎn)動(dòng)起來。

餃子復(fù)雜的結(jié)構(gòu)決定了它的物質(zhì)分布不均勻，重心的位置也相對靠近有餡的一側(cè)。單個(gè)水餃在鍋里的時(shí)候，會自動(dòng)選擇重心最低的位置。這樣，要讓水餃翻轉(zhuǎn)，勢必要提升餃子的重心，但那樣需要一個(gè)很大的力矩，即使轉(zhuǎn)上去了也是一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)。并且水餃的形狀使得它轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需要排開一定的水，這使得它在水中翻滾就更加困難了。