如何加速沙漏的下落，方便我们在餐厅骗菜？（偷偷学）
毕导2020-09-26 02:20
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
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。
留言区福利
1楼可获得一袋类似我手的猪蹄
18楼可获得同属颗粒流的一袋大米
28楼可获得一个普通的沙漏
一个在看-1s
举报/反馈
0
0
收藏
分享
