魔力科学小实验,餐桌上的“谷物圈效应”究竟是什么梗?哈佛大学的解释来了

/2020-09-27/
原标题:魔力科学小实验,餐桌上的“谷物圈效应”究竟是什么梗?哈佛大学的解释来了每天1个科学小知识,培养孩子科学素养!文|魔力科学小实验,本文为原创,欢迎关注及转... ...

原标题:魔力科学小实验,餐桌上的“谷物圈效应”究竟是什么梗?哈佛大学的解释来了

每天1个科学小知识,培养孩子科学素养!

文|魔力科学小实验,本文为原创,欢迎关注及转载分享。

家长朋友们,大家好!今天给大家分享第401个家庭科学小实验。

你观察过水池中、汽水表面的泡沫吗?

无论开始状态如何,静置一段时间之后,泡泡们总是会倾向于变成两种状态:要么聚在一起,要么贴在边上,很少有零星的小泡泡独自游荡。

其实,不止是泡泡,很多漂在水面上的小尺寸物体,都会出现聚集在一起的倾向。

这种现象,最早是由一名物理学家在吃谷物圈早餐时发现的,也因此拥有一个专属的名称:“ 谷物圈效应”(Cheerios Effect)。

你可能从没有想过早餐桌上,就能发现很酷的物理知识,牛奶上的谷物圈要么挤在碗的中央要么堆在碗边,尽管这让我们吃起来很方便,但这是为什么呢?

为此我设计了如下的实验,供家长朋友给娃普及知识点时做参考。

01

给孩子提问:泡在牛奶里的谷物圈为何会聚成一团?

接着,让孩子提出自己的观点假设

然后,顺着孩子的假设,通过设计下面这组实验来进行检验

实验材料:

纯牛奶,谷物圈,瓷碗。

实验步骤:

01· 首先,将纯牛奶倒入瓷碗中。

02· 将谷物圈撒到碗里后,会发现它们要么挤在碗的中央,要么堆在碗边。

03· 仔细观察谷物圈,会发现它犹如一座“小山包”漂浮在液面上,并使周围的液面呈凸起状。

04· 就算试图用镊子将其分离,不久,谷物圈还是会自行聚拢。

通过分析实验,我们得出这样的结论:谷物圈让牛奶液面产生了形变,周围和杯壁附近的液面凸起,两个“小山包”靠近时就会合并,谷物圈就会聚在一起或是贴近杯壁。

实验具体的操作步骤,请参考下方的实验视频↓

02

通过这个实验,娃就能明白为什么谷物圈要么挤在碗的中央要么堆在碗边了。

不过在实验中,家长有必要给孩子做如下知识铺垫,有助于加深理解。

比如,小物体漂浮在液体表面有两种情况:一种像谷物圈这样,浸没在水中被浮力托起

而第二种是像曲别针、硬币这样,它们是被表面张力托住了。

由于它们都造成了附近的液面的弯曲,从而有聚拢的趋势,但其中却有着细微差别。

如果靠浮力漂浮的物体,遇到靠表面张力漂浮的物体,则它们不会聚集在一起,反而会彼此远离。

03

比如,靠表面张力漂浮的图钉,遇到靠浮力漂浮的塑料片,贴近时就是一个凹陷和一个凸起相邻,此时表面能反而会增大,因此它们会相互排斥。

类似的现象还有之前带大家做过的第392期的科学实验(点击蓝字查看),靠表面张力漂浮的回形针在水面会自动聚拢,而与靠浮力漂浮的小木块就会相互排斥。

好了,今天要分享的实验就告一段落了!

将固体放在液体表面会产生谷物圈效应,那么反过来又会如何呢?欢迎底部留言区探讨交流~

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我是一名理工硕士奶爸,爱生活、爱科学,陪娃做了300多个科学小实验,全部收录在公众号【魔力科学小实验】(ID:kexuebb)。关注我,每天3分钟,陪孩子在家做个小实验,培养孩子科学素养!

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