同一高度自由下落的水,感觉体积越大,返溅的越高。这个结论正确吗?

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5个答案
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约束条件太少,所以非常复杂,但是可以确定的说这个结论是不对的

确定下落的目标表面是最关键的,落到固体表面、覆有薄液膜的表面、深水这三种情况完全不同。直观的看,砸在固体上似乎必然比砸在水面要弹的高,实际上不对。液滴砸进深水的时候,有可能在砸出的坑闭合时,因为能量汇聚到中心一点而在水下封闭一个小气泡,同时形成若干个很小的液滴高速向上飞出。这种小液滴能飞的高度往往可以超过初始大液滴的滴落高度,在固体表面、液膜表面都是看不到的。

上面是试管里液滴砸出小气泡和高速液滴的高速摄像,没有试管也基本是一样的。注意第一横行后面两幅,是液滴刚砸到水面时的飞溅,高度比后面飞出的小液滴差远了。

以上的现象也可以回答标题的提问。形成气泡/高速小液滴的最关键参数是韦伯数,正比于液滴直径与下落高度的乘积。小液滴的形成有韦伯数上限,如果高度刚好在合适范围,较大的液滴可能形不成气泡,飞溅高度就低了很多。

上述只是一个例子。。实际上液滴下落是一个非常复杂的问题,不同高度、不同目标表面的现象千奇百怪,绝不是简单的能量分析所能概括的。

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比如10x10x100000直插进去的水花绝对不可能比100 x 100 x100砸进去的大。

我估计你说的“返溅”是说排开的水合拢的时候激起的水花,这自然是需要排开水的。

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就像一个弹簧落到一堆弹簧里边 先排开周围的水(压缩其他弹簧) 然后周围的水聚拢(其他弹簧舒张)水面的水相互冲击激起水花(弹簧被反弹)

水滴的重力势能→水滴的动能→水面的重力势能→水面的动能

当然是水滴的重力势能越大 溅起的水花越大/高

同样是跳水 钻下去的水花是高 摔下去的水花是大 但是水滴的形状都差不多 所以你这么说应该是对的

但是水滴体积受张力影响有个最大尺寸 水滴体积和水花高度也应该不是简单的线性关系

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这跟材料密度、材料形状、入水角度都有关,不能一概而论。

  • 体积相同,质量越大,溅起的水花越大,也就是说同样质量,体积越大溅起水花越大。
  • 如果同样质量材料,一个做成棍子状垂直下落,一个做成球下落,通常都是球溅起水花更大。
  • 通常质量越大,溅起水花越大,比如一颗黄豆和一包黄豆。
  • 如果密度小到一定程度,就难讲——一公斤的泡沫塑料和十公斤的泡沫塑料,如果形状类似的话,其溅起水花的程度是差不多的。

应该有相关函数描述这些东西,不过我不是学流体的,所以对此不清楚。以上列出的都是经验,没有理论数据支撑。

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