標籤:

為什麼冰淇淋的形狀是螺旋狀?

真是個很沙雕的問題.....


其實這個問題我也想過

比如shi為什麼是山路盤旋的模樣

即使我真的沒有晃我的pp


裝模作樣。扯犢子之前,先簡單科普一下。

其實這種像流體(牛頓流體)落在固體平面上,形成螺旋堆疊的形狀的現象稱為「卷繩效應」英文:Liquid Rope Coiling.

最早由美國人喬治·巴恩斯(Barnes)和理查德·伍德科克(Woodcock)發現。

是流體力學領域的一個有趣的研究課題

這是油管上一位UP主用高速攝像機記錄下的蜂蜜的卷繩效應

在分析冰淇淋為什麼是螺旋狀之前我們先簡化一個模型出來,便於理解,再設定一些參數變數

大圖小字有驚喜

圖中,設落差高度為H,繞線角頻率(circling frequency)Ω,冰淇淋流速Q

對於流體的性質,密度計ρ,運動粘度v。 粘度這個概念很好理解,粘度越大液體越稠密,流動性越差(抗剪力能力增強)

在重力,慣性力和流體內部的粘力(由粘度引起,可視為摩擦力)的綜合作用下,流體接觸到固體表面時會發生彎曲,再由於合力的向心作用成螺旋線排列

科普結束!

但同樣是卷繩效應,但當下落高度H不同時,流體的堆疊也會呈現出不同的狀態

找文獻的時候,細緻研究的文獻我就自動略過了

只找到了上海交大有一篇論文設計了一個實驗模型,裡面就探討了下落高度和流體堆疊半徑之間的關係

實驗採用的是黏度10000Cst的硅油,以0.00567毫升/秒的速度向下勻速滴落。

①當落差小於6cm時呈現出的是圖(a)可以看到盤卷的半徑比較大,形狀也相當規則。

此時頻率f和H的關係為:

說明在0-6cm範圍內,盤繞頻率f可以粗略地看做與下落高度H的平方成正比。

②在6cm-12cm之間,盤卷形態非常不規律,混亂程度堪比「男上加男」

③在超過12cm之後,盤卷再次回歸,繞線角頻率可以達到50HZ,相當於流體盤繞一圈只需要僅僅0.02秒,此時:

頻率f受下落高度的影響加大,達到3.3次方,而盤卷半徑也開始縮小,呈現出與高度H的負相關趨勢。(圖中可以看到螺旋形狀變得更細)

通過以上信息我們可以得出結論:在流體自身性質以及流速一定的前提下,下落高度是影響盤繞半徑和頻率的唯一變數,且成高次負相關關係(這詞我編的)

這個結論很關鍵,影響到後面吃瓜

有了知識基礎之後,我們回到冰淇淋

原來我總是以為給我接冰淇淋的大媽把甜筒晃了一圈,才晃出螺旋形

其實不是,她晃不晃冰淇淋也是那樣,但今天學習到H和R之間的關係後

那就是

在理論上來講,在接冰淇淋的時候如果能保持下落高度不變

(冰淇淋出口到接觸點的距離不變)

我們就可以堆出像漢堡包一樣的冰淇淋……like this:

但前提是,要真的保證H不變

這時候,你的冰淇淋就不是螺旋形的了

(題目推翻,可以下班了)

當然你可能會說,我買冰淇淋的時候看到大媽的手有時候也是向下移了的呀,為什麼沒出現巨無霸冰淇淋呢

當然是因為大媽手速不夠穩

還有就是,她們怕你吃太多

所以你們的冰淇淋都是螺旋錐,而不是螺旋管(驕傲)

如果有人想嘗試自己手動控制一下這個堆疊速率怎麼辦呢?

就是在下次買冰淇淋的時候,按住老闆的雙手

配合下圖的手勢和表情,對老闆說「我自個兒來吧」

當然這種方法只適合那些不怎麼要臉的人

前面我們提到,流體性質密度ρ和粘度v都是影響其形狀的變數

最有樂趣的辦法就是買個冰淇淋機,配不同密度和粘度的冰淇淋來玩(可通過瘋狂放糖實現)玩完還能吃

但這實驗成本還是有點高

思來想去……

其實……

嗯……

你可以……屁控

像這樣,慢慢地抬高你的pp(腳大的人會穩一點吧)

以此方式,你就能保證流體出口到接觸點間的距離不變

還蠻考驗人實力的,我覺得

so,趕快為了科學實驗獻身吧青年,調整飲食結構刻不容緩!

爭取人人都能拉出牛頓流體臭臭

(牛頓:wcnm!


Reference:

1. Ribe, Neil M., Mehdi Habibi, and Daniel Bonn. "Liquid Rope Coiling." Annual Review of Fluid Mechanics 44.1: 249-66. Web.

2. Zhang Zhang, Yi Luo, Xiangting Li, Yujie Wang. "Study of liquid rope coiling". Department of physics astronomy, Shanghai Jiao Tong University, China


因為看起來像屎,讓人比較有食慾


因為這樣就能把裡面和底部做成空心的但是外面看卻很多的樣子!

要是直接填充多虧呀~


說出來你不信,是因為只有這樣才能打的實在。

冰淇淋機打出來的冰淇淋是條形的,甜筒暫且不說,聖代如果不沿著杯壁打的話只會打的更少。(物理壓平的話就不軟


做成粑粑形狀,免得吃多了變胖


下面都答得差不多了。


大概是節約成本 看起來也有食慾些什麼


推薦閱讀:

芭貝淇冰淇淋,每一口都讓你怦然心動!
還有哪些跟油潑辣子、醪糟、鹹蛋黃等口味一樣獵奇的冰激凌?
親愛噠 想要一款特別定製的冰激凌嗎?
辣條可以配雪糕嗎?

TAG:雪糕 | 原理 |