7哇塞

為什么你的紙巾

能撕得這么絲滑

問答導航
Q1 手機無線充電原理是什么？
Q2 為什么摩擦力與接觸面積無關(guān)，賽車的輪胎卻很寬？
Q3 為什么騎車速度越快感覺越平衡，速度越慢感覺越容易倒？
Q4 為什么洗澡時用涼水潑一下鏡子后很快被潑到的地方會再次起霧？
Q5 為什么帶吸管的水杯，吸管會出現(xiàn)上下是空氣，中間有一段水柱的情況？
Q6 一張面巾紙從不同方向撕開為什么有的方向很順滑有的很別扭？
Q7 為什么白酒會越放越醇香越貴呢？

Q1 手機無線充電原理是什么？

by 路人甲

答：

目前無線充電存在多種不同的商用技術(shù)，比如電磁感應(yīng)技術(shù)、無線電波技術(shù)、電磁共振技術(shù)和電場耦合技術(shù)等。而其中最常見的當屬電磁感應(yīng)無線充電技術(shù)，基于此原理，行業(yè)制定了一套統(tǒng)一規(guī)范——“QI標準”。所以這里也同樣通過簡述此技術(shù)來解答題主疑惑。

圖源網(wǎng)絡(luò)

眾所周知，無線充電系統(tǒng)主要由兩部分組成：充電板（發(fā)射端）+手機（接收端）。給發(fā)射端通電，電源適配器將市電轉(zhuǎn)換成低壓直流電，高頻逆變器又會把直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，讓內(nèi)部發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場。把手機放到充電板上，手機背部的接收線圈磁通量隨磁場變化持續(xù)波動，從而感生出交變電動勢（簡單說就是在磁場中感應(yīng)出電流）。接收端的整流電路又將交變電流轉(zhuǎn)為穩(wěn)定直流，經(jīng)穩(wěn)壓模塊適配電池電壓后，實現(xiàn)手機的無線充電。

參考資料：

1. 唐曼玲,包樺楠,何清,等.手機無線充電技術(shù)綜述[J].電子世界,2018,(08):91.

by 4925

Q.E.D.
Q2 為什么摩擦力與接觸面積無關(guān)，賽車的輪胎卻很寬？

by 小夢愛物理

答：

我們理想下的滑動摩擦力是 這個公式成立的前提，是需要接觸面堅硬、不變形，也就是需要物體是剛體。然而，輪胎與地面之間是滾動摩擦，并且輪胎是有彈性、會形變的橡膠材料，這種材料的摩擦系數(shù)是和接觸壓強有關(guān)系的，它會像橡皮泥一樣，嵌入路面微觀的凹凸不平之中。增加輪胎寬度也就是增加接觸面積，其實是能夠從多個方面提升賽車的性能。

輪胎越寬意味著汽車在行駛過程中，能有更多的橡膠嵌入路面的微小縫隙中，增強摩擦力和機械咬合力，極限抓地、過彎和剎車都會更穩(wěn)，在過彎時輪胎會產(chǎn)生巨大的側(cè)向力，寬胎可以減少輪胎側(cè)偏，形變失控從而提供更大的抗側(cè)滑能力。

并且因為橡膠遇高溫會融化，賽車還可以反向利用這個特點來增強摩擦力，比如F1賽車輪胎采用的“光頭胎”(表面光滑沒有紋路)，按理說這種光頭胎肯定很容易打滑，但是依靠輪胎與賽車場地摩擦產(chǎn)生的熱量，來使輪胎軟化增加黏性，從而使它的摩擦力增大。像某些著名的F1賽車賽，賽車速度甚至可以超過370km/h，就是依靠這種強大的摩擦力避免賽車飛出去。更寬的輪胎還可以在路面不平或者橫風時可以更加穩(wěn)定，不產(chǎn)生晃動。

同樣的車重，輪胎越寬，單位面積壓強越小，輪胎就不容易被壓壞、還能分散磨損延長壽命。寬胎所帶來的更大的散熱面積，也可以防止賽車在剎車、高速過彎的時候溫度過高使得橡膠爆胎。

參考資料：

1. 金仲輝.F1賽車輪胎為什么是光滑的[J].中學生數(shù)理化(初中版)(八年級物理),2026,(03):19.

by 藍多多

Q.E.D.
Q3 為什么騎車速度越快感覺越平衡，速度越慢感覺越容易倒？

by 七月七

答：

先說個扎心的真相：騎車越快越穩(wěn)，真不是你平衡感多強，而是這臺精密的力學機器在“帶飛”你。

在我們?nèi)粘ｒT的自行車上，這套“自動糾偏系統(tǒng)”主要靠兩員大將。 第一位是“陀螺效應(yīng)”。把車輪當成高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，轉(zhuǎn)得越快，它越拒絕改變姿態(tài)，外界的小顛簸很難掀翻它。但真正的核心主力，是前叉設(shè)計帶來的“腳輪效應(yīng)”。仔細觀察，自行車前輪的觸地點，永遠拖在轉(zhuǎn)向軸的后方。這就使得車身一旦往左傾斜，前輪就會被重力壓著自動往左拐。

為什么要拐這一下？想象你走路時突然往左踉蹌要摔倒，本能反應(yīng)肯定是左腿趕緊往左邊跨出一大步重新?lián)巫∩眢w對吧？自行車干的正是這事兒：前輪向左偏轉(zhuǎn)，等于車子向左前方“跨出了一大步”，把支撐點瞬間挪到了偏移的重心正下方，一把將你穩(wěn)穩(wěn)托住。同時，前輪畫弧拐彎，由于“慣性”想要保持直線的車身會產(chǎn)生一個向外“甩”的趨勢（也就是我們在非慣性系下俗稱的“離心力”），順勢把傾斜的車架狠狠拉直。

懂了上面這兩點，你已經(jīng)碾壓了絕大多數(shù)騎行者。但要湊齊這套糾偏系統(tǒng)的全貌，還得加上第三塊拼圖——“前叉質(zhì)量分布”。因為前叉組件的重心通常比后車架低，當車身傾斜時，前部會比后部“摔”得更急。這就好比豎直放置時，短鉛筆比長掃帚倒得快，這種更快的下墜，同樣會順勢逼著前輪往傾倒方向偏轉(zhuǎn)，幫著腳輪效應(yīng)一起完成自救。

所以，你胯下的自行車，其實是集齊了陀螺、腳輪和質(zhì)量分布三大力學機制的完美造物。車速越快，這套機制越神；而慢速下系統(tǒng)罷工，你就只能靠肉體瘋狂代償了。

參考資料：

1. Kooijman J D G, Meijaard J P, Papadopoulos J M, et al. A bicycle can be self-stable without gyroscopic or caster effects[J]. Science, 2011, 332(6027): 339-342.

2. 漆安慎, 杜嬋英. 力學 (第三版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2018.

by 檸七

Q.E.D.
Q4 有時浴室打開了暖風后，洗澡導致鏡子起霧，此時用涼水潑一下鏡子后很快被潑到的地方會再次起霧，從熱學的角度解釋，這是為什么？

by 匿名

答：

為什么潑了涼水后鏡子會迅速再次起霧？從熱學角度來看，這是一個關(guān)于“溫差”與“液化”的經(jīng)典現(xiàn)象。

首先，我們要了解起霧的原理。當你打開浴室暖風并洗澡時，浴室內(nèi)會形成大量的高溫水蒸氣，空氣變得高溫且高濕。此時，沒有被加熱的鏡子溫度相對較低。當高溫高濕的水蒸氣接觸到冰冷的鏡面時，會迅速放熱并發(fā)生液化，變成無數(shù)微小的水滴附著在鏡子上，這就是我們看到的“起霧”。由此可見，濕熱的浴室空氣和冰冷的鏡子表面，是起霧的兩大必要條件。

當你向鏡子潑涼水時，組成霧的小水珠與大量液態(tài)水融合，大部分從鏡面上迅速流下，小部分變?yōu)椴惶绊懸曇暗拇笏閽煸阽R子上，因此鏡子瞬間變得清晰。然而在熱學層面上，這一把涼水，并沒有澆滅起霧的兩大條件——浴室空氣中依舊含有大量的水蒸氣，鏡子表面甚至還更冷了。

一盆涼水，進一步拉大了熱空氣和鏡子之間的溫差。溫差越大，熱交換越劇烈，空氣中的水蒸氣遇到這個更冷的鏡面，會比之前更加迅速地放熱液化。這就是為什么潑完涼水后，被潑到的地方很快就會再次起霧的原因。

那有什么辦法可以在洗澡時保持鏡子清晰呢？首先可以潑熱水，熱水不僅能沖走水霧，還能加熱鏡面，縮小鏡子與空氣的溫差，減緩再次起霧的速度。而涂抹肥皂水的防霧效果更好，肥皂改變了水的表面張力，讓小水滴無法形成，而是平攤成一層透明的水膜。

by 冰糕

Q.E.D.
Q5 為什么帶吸管的水杯，吸管會出現(xiàn)上下是空氣，中間有一段水柱的情況？

by 逯

答：

這個現(xiàn)象，通常是因為吸管內(nèi)外出現(xiàn)了氣壓差，加上水的表面張力和與吸管的附著力的共同作用。簡單來說，就是一段水要么被空氣“堵”住了，要么被吸管“黏”住了。

生活中常見的情況有如下兩種：

一、 用手或舌尖堵住吸管上口（左圖），這時水上方的空氣是密閉的，空氣的總量是不變的，當液柱迫于重力往下掉時，上方的空氣體積增大，內(nèi)部的氣壓降低，低于大氣壓，這時吸管內(nèi)外就形成了氣壓差，當氣壓差足以“抬起”液柱，就會出現(xiàn)一段水被“堵”在吸管中的現(xiàn)象了。同樣的，堵住吸管下方，利用空氣壓縮后的氣壓差使液柱不落下，其原理是相同的。

二、 當吸管兩端都是開放的（中間圖），也就意味著液柱上下的氣壓都是大氣壓強，不存在壓強差，這時，讓液柱不落下的主導因素就是水對吸管的吸附作用了。水可以浸潤吸管，自然狀態(tài)下，水會傾向于附著并沿著管壁往上爬一點，而水的表面張力會與這種附著力對抗，就會在液柱兩端形成向內(nèi)凹的彎月面（右圖）。附著力讓水“貼”在吸管壁，表面張力提供了一個向上的拉力（彎月面），同時只要表面張力足以支撐液柱中部水的質(zhì)量，就可以維持液面不破。這樣，在附著力與表面張力的共同作用下，吸管中就會存在一小段液柱。

需要注意的是，附著力與表面張力相對于第一種情況中的氣壓差是很小的，所以一般堵住吸管口可抬起的液柱要比第二種情況長得多。讀者在日常生活中也可以多多觀察，利用身邊的物品自己動手實驗。

備注：圖中所用液體為AD鈣奶。

by 跑馬仔

Q.E.D.
Q6 一張面巾紙從不同方向撕開為什么有的方向很順滑有的就撕起來很別扭（以抽紙為例，通常是沿著垂直于折痕的方向死就很順滑）？

by 匿名

答：

用物理學的語言來說，這是因為面巾紙的結(jié)構(gòu)是各向異性的。這和順著木頭紋理方向劈柴更省力，是相似的原理。紙張并不是一層致密的薄膜，而是由無數(shù)條纖維素交織成的一張網(wǎng)絡(luò)，其中大部分纖維素的取向是相同的。當我們沿著纖維素排列的方向撕面巾紙，我們要撕開的主要是兩根平行的纖維素之間的氫鍵，不僅省力，斷面也較為整潔；而當我們垂直纖維素排列方向撕，就不得不撕開纖維內(nèi)部的共價鍵，或是強行拔出整條纖維——這所需的能量要比撕開氫鍵大得多，還會形成帶有纖維絲“毛邊”的不規(guī)則鋸齒狀斷面。

你能分辨兩張紙分別是從哪個方向撕開的嗎？（圖片由作者拍攝）

面巾紙為什么有這種各向異性？這還要從造紙工藝說起。現(xiàn)代造紙工藝中，紙漿往往會被噴射到一條高速運轉(zhuǎn)的傳送帶上，這一過程中，大多數(shù)纖維會被迫順著機器運行的方向排列。在后續(xù)處理中，兩個滾輪會巧妙地將面巾紙相互交錯地疊在一起，方便我們在抽出面巾紙時帶出下一張——可以看出，折痕的方向恰好與滾輪運動方向垂直，也就與纖維排列方向垂直。因此，垂直于折痕撕面巾紙，可以順滑地分開紙張內(nèi)部的纖維，優(yōu)雅地把面巾紙撕開~

面巾紙是怎么疊在一起的？（圖源網(wǎng)絡(luò)）

最后，揭曉一下上文圖片的答案：左側(cè)是垂直纖維方向撕開的斷面，右側(cè)則是順纖維方向，你猜對了嗎？

參考資料：

by 冰糕

Q.E.D.
Q7 許多酒廠都會宣傳自家白酒二十年，三十年，為什么白酒會越放越醇香越貴呢？

by 匿名

答：

白酒在儲存過程中發(fā)生的風味變化，通常稱為陳釀。在陳釀過程中，酒體內(nèi)部會發(fā)生一系列緩慢的物理與化學變化，包括揮發(fā)、氧化、酯化、水解以及分子間締合等過程。同時，陳釀過程中貯存容器溶出的金屬元素，也會影響白酒的風味結(jié)構(gòu)。

其中，部分低沸點的刺激性物質(zhì)（如某些醛類、硫化物等）會逐漸揮發(fā)，使得酒體的辛辣感下降；而醇類與有機酸之間會發(fā)生緩慢的酯化反應(yīng)，生成具有果香或花香特征的酯類物質(zhì)，從而使香氣更加柔和、復(fù)雜。此外，體系中還可能發(fā)生微弱的氧化還原與分子締合，使酒體的整體口感趨于協(xié)調(diào)。

不過需要強調(diào)的是，并非所有白酒都適合長期陳釀。只有本身含有較豐富風味前體物質(zhì)、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的酒（如部分醬香型和濃香型白酒）才更容易在陳放過程中呈現(xiàn)風味提升。而一些低度酒或風味物質(zhì)較少的勾調(diào)型白酒，其陳釀潛力有限，甚至可能隨著時間推移出現(xiàn)香氣減弱、口感變淡的情況。

至于“年份越久越貴”，除了風味變化因素外，更重要的是經(jīng)濟與市場邏輯：長期儲存意味著更高的資金占用成本、倉儲成本以及時間稀缺性，因此年份更長的產(chǎn)品往往具有更高的市場定價。

參考資料：

1. 王利萍,蔣力力,田露琴,等.陶壇陳釀不同年份的醬香型白酒多維品質(zhì)分析[J/OL].食品與發(fā)酵工業(yè),1-11[2026-04-02].

by Sid

Q.E.D.
投票 本期答題團隊

冰糕、跑馬仔、藍多多、檸七、4925、Sid

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編輯：4925