冲不走的乒乓球(一)

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水的力量大得惊人,高速的水流能切断钢材和布匹,在不适合热处理的场合极为有用,但是,水有时候却连一个乒乓球都冲不走。这是怎么一回事?

实验素材

一个乒乓球
水龙头
棉线+胶带

实验方法1

打开水龙头,让水流形成中等大小的水柱
把乒乓球放在水柱的底部,观察乒乓球有没有被水冲走
试着把乒乓球拉开,稍微偏离水柱,看看乒乓球有没有被冲走

实验方法2

把棉线的一头固定在乒乓球上,可以用胶带,或者棉线一头缠一小段牙签,插进乒乓球里去
打开水龙头,让水流形成中等大小的水柱
一只手用棉线提着乒乓球接近水柱
另一只手拿着乒乓球放在水柱下,然后松开手
观察乒乓球是否被水柱吸引

实验原理

根据伯努利定律的推论,流体中流速快的部分压强小。因为空气阻力的缘故,在快速下流的水柱中,靠近中心的水流快,靠近边缘的水流慢,就像河流一样,靠近岸的水流慢,河中心处水流急。所以水柱中心的压强比边缘的小。当乒乓球放在水柱中心时,边缘的水会将乒乓球稳定的压在水柱中心。

因为水流不稳定,总会产生各个方向的扰动,把乒乓球拨离中心位置。这是乒乓球的一侧处于快速水流,另一侧处于绕过大半个乒乓球的慢速水流,于是快速水流的一侧就把乒乓球“吸”往水柱的中间位置。这样,乒乓球就一直保持在水柱里。

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