原創 畢導 畢導 收錄于話題#窮人的樂園9個

大家在餐廳里應該都遇到過這樣的情況，點完菜之后店家就給一個沙漏，漏完菜還沒上就免單或者再送你一個菜。來我們情景再現一下

通常店家用沙漏來彰顯自己上菜快的自信，也讓你等菜的過程顯得妙趣橫生。但貧困聰明如你，一定想過一個問題：有沒有什么辦法能讓沙漏得快一點呢？今天我們就純粹以科研的視角，來探討加快沙漏速度的方法！希望大家學會了不要去騙菜哦！

一、沙漏加速初探

好的實驗首先需要好的實驗對象，我們以一個內壁通透，沙粒均勻，曲線唯美的沙漏為宜，下落時間穩定在180秒。

按照樸素的思路，最樸素的方法就是晃，我們分別嘗試左右晃、上下晃、拍打三種方法，每種操作三次，記錄下落時長取平均數。

大家可以先猜一下哪種最有用，到時候猜對的就說明你猜對了。

【實驗一：左右晃】

第一種方法是左右晃！只見我左右搖擺的身姿從容不迫，藍色的沙流在空中歡快下落，感覺沙漏也有些驚慌失措

哇我的頭發可真是多啊！

結果非常的AMAZING啊！結果原本3分鐘的沙漏現在平均只要2分44秒就可以走完！時間縮短了大概10%！這加個小菜還不是小菜一碟！

按照這個思路，如果能讓沙漏更高頻地震動，時間還能再縮短！相信大家都能在生活中找到實現高頻震動的道具吧【實驗二：上下晃】

再來看上下晃！這個動作不太適合于大庭廣眾，這嫻熟的手法用來搖沙漏也是大材小用，但仔細看沙子似乎在原地按兵不動……

最后一測，平均時間反而增加到了4分鐘！簡直是廢柴！我推測這是向下搖的時候又給了沙子一個向上的力，所以反而使得沙子下落不連續了。以后大家沒事去餐廳千萬別上下搖，不然該賠的菜都賠不了！

【實驗三：拍打】

最后是拍拍法！直接開拍！

電腦壞了拍幾下就一定會好，但用在沙漏上就有點庸人自擾。整個拍打下來，沙漏下落時長縮短了幾秒，平均時間2分54秒，算是差強人意。綜上所述，一個3分鐘的沙漏，左右搖晃時間為2分40秒，上下搖晃為4分鐘，拍打為2分54秒。由此看來，左右搖晃效果最好！

以上三個實驗均說明，只要你不要臉地搖擺，沙漏的速度確實可以改變！好奇的小朋友可能就會問，為啥左右晃能加速沙子漏的速度呢？

我們仔細看沙漏，會發現它由上下兩個封閉的玻璃空腔構成，里面裝有光滑的玻璃微珠。微珠本質上是一個平平無奇的固體小球，但一堆微珠聚在一起時就變成了一種全新的形態。

它們可以像液體一樣流動，又可以像固體一樣靜止。這在化工上稱為“顆粒流”。比如沙子、雪、大米、貓（誤）的運動都屬于顆粒流。

流動的沙子用處也很多，可以是歡樂的游泳池，也可以是化工廠里的流化床，看著很歡樂吼！

但顆粒的流動性再好，畢竟還是固體。

物理頂刊PRL上有篇論文就專門講了這個問題，如果沙漏脖子比較細，有時候漏著漏著，幾粒沙子可能會恰好堆積形成頑強的拱形結構，堵住沙漏，導致上面的沙子都被撐在沙漏的沙壁上。

有堵就能疏，Janda等幾個科學家發現，巧妙的振動可以破壞拱形結構，讓沙漏下落更加通暢——所以你左右那么一振動，就摧毀了拱形結構，同時還沒有其他力的干擾，落得自然更快，巧妙啊！

所以以后點完菜別悶頭玩手機了

可以多和對方科普沙漏的知識啊。

二、沙漏加速再探

做完實驗后，我忍不住繼續思考，沙漏下落的速度還能不能再快一點呢？萬一店家在2分40秒內就上菜了怎么辦呢（誤）

我決定先弄清楚沙漏漏沙的正常速度，看它究竟是先快后慢，還是先慢后快，還是幾乎勻速。

試想下，如果是水的流逝，應該是先快后慢。因為開始液面高，壓強大，流速快。好比你上個廁所，肯定是開始一瀉千里，漸漸索然無味，最后尿濕了鞋。

如果是你容顏的流逝，應該是先慢后快。你22歲可能和25歲間沒啥區別，但人到了28歲，一下子就蒼老起來沙漏作為一種顆粒流，它遵循完全不同的規律。我們在小學二年級就學過顆粒流的Janssen定律和Beverloo定律。Janssen定律指出，裝有顆粒的圓柱筒底部壓力與堆積高度幾乎無關！高度增大到一定程度，壓力就不再變化了

Beverloo定律指出，顆粒通過細口的流量為下圖所示。眾所周知，這幾個數都是定值

所以沙漏的下落速度幾乎可以認為是固定的！

那么這個速度就無法改變嗎？不！我很快發現這個說法有！破！綻！

如果我們能增大這個g，不就可以加速沙漏了！

根據愛因斯坦相對論等效原理，重力場與以一定加速度運動的參考系等效。如果我們把沙漏空的一側向外，掄起手臂形成無敵大擺錘。產生的離心力就相當于給了沙子一個向外的加速度，就能把沙子加速甩下去！

像這樣：

我將其命名摩天輪法！

旋轉的大臂顯得我孔武有力，隨便掄掄就有十幾個g，結果竟然創造了沙漏的奇跡。3分鐘的沙漏這次1分鐘直接甩空了！我這也太強了吧！

所以加速沙漏最完美的方法就是掄它！但請大家不要輕易模仿，因為

總之，摩天輪法掄得越快，你的沙漏就下落得越快。但缺點是你的動作也會越大，會更容易被發現。這就看你如何取舍了我個人覺得風險還是有點大...

三、沙漏加速再再探

發明了摩天輪法后，我覺得沙漏下落的速度雖然快了，但我也快成為某貝頭號通緝犯了。那有沒有更溫和的方法呢？

我又開始看沙漏相關視頻，突然發現在慢鏡頭下看沙漏，它的下落過程竟然不是均勻的，而是波動的！忽快忽慢、一抖一抖！

而這個問題早在1993年，Wu和Bideau等人在物理學頂刊PRL上發表了論文！原來老外這么早就在研究如何騙菜了！論文中，他們測量了沙漏中落下沙子的重量隨時間如何變化。結果表明是階梯狀增加的。所以沙漏還真就是一股一股下落的，每一股的時間大致是個常數。

這背后核心的原因在于：沙子下落時，上層空氣體積膨脹，壓強降低，下層空氣體積減少，壓強增大。正是這個微小的壓差使沙漏下落減速。

隨后上下氣體重新連通，壓差消失，沙漏下落加速。總之就是加速-形成壓差減速-連通后加速-形成壓差減速-連通后加速...反復橫跳，一抖一抖。

這篇paper還指出，只要用手捂住沙漏下面使其加熱，就能增加下部的氣壓，直接封印沙漏的流動！我有粉絲直接用熱水實驗了，效果很好，當場封印

圖源自up主@玩花切的V

按照這個思路，我完全可以利用這個氣壓差，給沙漏的上面加熱，下面加冰，形成一個上面壓強大下面壓強小的加速環境啊！道具很簡單：

直接開整！雖然這個熱毛巾把我都燙成猩猩了，但觀察看來效果一般，3分鐘的沙漏走完平均花了2分53秒！還這么費心思太不值了！

綜上所述，從整體效果來看我們推薦這些方法：

摩天輪法>左右搖晃>連續拍打>

下冷上熱>上下搖晃

四、結語

本文打著幫大家騙菜的旗號，實際上是以科學研究的視角探究了沙漏相關的動力學知識，希望對大家有所啟發。以上實驗僅供參考，請勿模仿。

如果模仿后被餐廳捉住，不要供出我就好。

原標題：《如何加速沙漏的下落，方便我們在餐廳騙菜？（偷偷學）》

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