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人们在端着咖啡杯走动时咖啡的溅出情况

已有 6437 次阅读 2012-9-29 21:33 |系统分类:观点评述|关键词:学者| 流体力学, 咖啡

2012搞笑nobel流体力学奖授予了美国科学家Rouslan Krechetnikov和Hans Mayer, 他们的研究题目是"人们在端着咖啡杯走动时咖啡的溅出情况". 这个工作发表在物理学权威杂志Phys. Rev. E 85, 046117 (2012)。我曾经听人说过,中国的民科都可以得搞笑nobel奖,这是对搞笑nobel奖精神的的误解。搞笑nobel奖不仅要搞笑/有趣,而且要有科学,这也算是西方人特有的幽默吧。

这个工作是一个实验文章,不是理论文章,和辫子的运动规律的文章不一样。(龚明,人类马尾辫中头发的运动及受力平衡:
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=709494&do=blog&id=617920)。

每个人都有经验,当一个杯子或者容器装满了水,我们必须非常小心,否则水面会不断运动,而且运动幅度越来越大。中国人老早就意识到这个问题了,所以我们的智慧是在挑水的时候在水中放一片荷叶。因此这里面有一个临界值,当小于临界值的时候,是稳定周期的震荡,当超过临界值后,将会是过阻尼振荡。用物理的语言来说,似乎是相变。当然这个问题也很复杂,因为它是一个很复杂的流体力学问题,而且和人的运动有关,没有办法解析计算,但是会有一些简单的结论。

这篇文章用一个实验的方法研究了人的运动对咖啡运动的影响, 人在规律运动的时候,咖啡的振动频率和人的运动频率是一样的。但是当人的运动无规律的时候,咖啡的运动将会变得非常复杂。所以在咖啡在平稳振动一端时间以后,它的振动幅度越来越大,直到溢出。作者用一个简单的经典力学模型解释了他们的结果。

由于这是科普,不能讲太多细节。我们结合“
人类马尾辫中头发的运动及受力平衡”的文章,不难看出,科学研究和日常生活不一定那么遥远。仔细观察我们周围发生的一切,其实都可能是我们研究的内容。在写这个博客的时候,我总是可以听到不远处马路上来来往往的汽车的声音,其实研究车流问题,也是物理学研究的范畴。我们每个人都有认识的朋友,朋友之间就成了网络,这个社会就是由很多这样的网络构成的。这个网络也是物理学研究的范畴。



https://m.sciencenet.cn/blog-709494-617930.html

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4 陈筝 陆俊茜 李宇斌 陈远川

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