物理學(xué)家對(duì)雨滴在汽車擋風(fēng)玻璃上的催眠運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了解釋

Emily Conover

凝視汽車擋風(fēng)玻璃上的雨滴不只是一種聯(lián)系到你的情感的方式，你或許也可以從中學(xué)到某些物理知識(shí)。

當(dāng)汽車在雨中高速前行時(shí)，某些雨滴會(huì)沿著擋風(fēng)玻璃向上滑去，其他的則向下，還有一些看起來(lái)像是陷在原地?！斑@會(huì)非常催眠，不是嗎？”來(lái)自于美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的流體力學(xué)研究學(xué)者SungyonLee說(shuō)道。

Lee和來(lái)自于康奈爾大學(xué)的流體力學(xué)研究學(xué)者AlirezaHooshanginejad使用數(shù)學(xué)方程式描述雨滴所受的力。這項(xiàng)工作透露了決定一滴水珠行為的幾種因素，2位科學(xué)家在3月4日出版的《物理評(píng)論·流體》上就此作了報(bào)告。

在運(yùn)動(dòng)汽車成角度的擋風(fēng)玻璃上的雨滴同時(shí)會(huì)受到來(lái)自于重力和迅速掠過(guò)汽車的風(fēng)力的影響。雨滴移動(dòng)的方向取決于雨滴的大小，Lee和Hooshanginejad說(shuō)道。

對(duì)于較大的雨滴，重力占據(jù)上風(fēng)，會(huì)令它們下降;對(duì)于較小的雨滴，風(fēng)力勝出，會(huì)令它們沿斜面上升;對(duì)于中等大小的雨滴，作用力抵消，會(huì)令它們待在原地。最微小的雨滴也會(huì)待在原地，因?yàn)轱L(fēng)不能提供足夠的“魅力”克服水附著于玻璃上的傾向性。

其他因素也會(huì)影響到雨滴的行為。研究結(jié)果顯示出，隨著汽車速度增加，風(fēng)速隨之增加，較大的雨滴會(huì)沿著擋風(fēng)玻璃向上而去。降低車速會(huì)形成相反的效果。如果汽車移動(dòng)得足夠慢，便沒(méi)有足夠的風(fēng)力“誘哄”雨滴向上移動(dòng)。同時(shí)，擁有更陡角度的擋風(fēng)玻璃比更緩角度的擋風(fēng)玻璃會(huì)令較小的雨滴屈服于重力。

為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，研究人員研究了一種僅基于二維的理想雨滴版本。那意味著這些結(jié)果不能完美地解釋現(xiàn)實(shí)世界的雨滴，Lee說(shuō)道，但是依然能夠給出一種判斷，即為什么雨滴會(huì)有這樣的行為。