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用棒槌真能把衣服洗干净?这道物理竞赛题答案很让人意外!

2018年10月22日 13:24
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中学生朋友们,你见过“棒槌”么?

其实,在中国“棒槌”是有着多重的含义的:一种是水生的一种植物;一种是长白山的人参;一种是比喻人脑子太笨;一种正是本文要说的洗衣服的工具!

很多中学生朋友们曾经在影视剧或者偏远农村看到过这种情景,村里的农妇们三三两两的在村里小河旁洗衣服,她们把脏衣服在河水中浸泡湿润后,就提出来放在石板上,用棒槌使劲捶打,每一次捶打都是水花四溅,然后再放到河水中冲洗,然后再捶打,如此反复多次,一直到衣服被洗净了为止。

出生于零零后的很多中学生朋友们肯定非常奇怪,用棒槌捶打就能把衣服里面的脏东西捶打出来?用棒槌捶打真的能洗净衣服?会不会把衣服都给毁坏锤烂了?

由于洗衣机的普及,此情此景已经越来越稀少,甚至一些地方的棒槌已经成了古董。所以,对于几乎从来没有过切身体验,甚至连看都没有看到过棒槌一眼的中学生们来说,产生以上怀疑是可以理解的。

那么,我们能不能从物理的角度来解释一下这种通过棒槌捶打就能把衣服洗净的物理现象呢?

由于涉及到物理知识,这种场景以及以上问题被选作为全国物理竞赛题,作为一个选择题如下图所示。

四个选项中,第一个选项最不靠谱,衣服上的灰尘不是大块泥土,灰尘本身就非常细小,被棒槌击碎太离谱。

第二个选项更勉强,由于棒槌每一次的捶打,对于衣服产生的力都是瞬间的压力,并不是摩擦力,棒槌也不是什么带电体,所以将灰尘带走更不可能。

第四个选项呢,乍一看有点道理,可是仔细想一想,这个回答用在晒被子时用木棍敲打被褥,从而使尘土与被褥分离的情况更合理。我们可以用牛顿第一定律解释一下晒被子时用木棍敲打的物理原理“棍子敲打被褥之前,被褥与尘土都处于相对静止状态,当用棍子猛地敲击被褥,被子突然向前运动,但是尘土由于惯性继续保持原来的静止状态,导致尘土与被褥分离。”此题中的衣服所放地方与被褥不同,被褥放在空中,有大幅移动空间,而本题中的衣服放在地上,即便实际捶打,衣服也几乎没有发生大幅移动,更为重要的是,此种情况下的灰尘是混合在液体中的,液体如果不喷出去,混合在液体中的灰尘不可能单独飞溅出去!所以此解释不适用于此情景。

第三个选项,此选项最为合理,可是看起来却又不像是利用了什么物理原理,这个选项的答案是“迫使湿衣服里面的水从衣服纤维之间的缝隙中高速喷出,利用高速水流将灰尘冲洗掉。”

这是利用了初中物理中的什么物理原理呢?力、热、电、磁、光、声都想一想,似乎只有运动学以及力学知识、能量来解释比较符合了。也就是说,由于棒槌迅速敲打,使纤维之间的水高速飞溅,这些水在高速运动时产生了巨大的动能,从而使衣服纤维之间的灰尘受到强大的推力,然后随水一起喷溅而出。

也就是说,用棒槌捶打衣服这种方式是可以洗干净衣服的,但是并不是所有的衣物都适合这种方式敲打,有些衣服如果这样敲打,早就坏掉了。

中学生朋友们,物理有趣且有用,养成见物思理的良好习惯吧,为了美好的未来,加油!

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