重达30吨的石球,是如何在水上漂浮的?揭秘“风水球”的内部奥秘

科普记 2023-10-05 16:40:10

在各色各样的酒店门口,我们经常能看到在水上转动的巨型石球,它也被称为“风水球”。

世界上最大的风水球位于弗吉尼亚科学博物馆门口,这颗风水球的外形是地球仪的图案,直径2.653米,重达29.3吨。

看到这问题就来了,这么重的石球是如何被一层薄薄的水膜托起并在水上转动的?

观察石球的内部构造会发现,上方的石球和下面的底座是分开的。整体可分为球体、盘体、水泵、柱体和底座等5部分。

水是从底座中间的空心处涌出来的,而这些涌出的水带有一定速度和压力,并且还是大面积涌出的,所以对上方石球的浮力接触面就会变大。如此一来,就会有一个巨大的向上的力,将石球给顶起来了。

而在顶起来的同时,水与球体之间失去了摩擦力的影响,这时的水就相当于是一层润滑油,球转动的阻力基本就是垂直于向上的重力。因此,只需轻轻一碰,球体就能自动旋转起来了

这里需要注意的是,出水的水管既不能太长也不能太短。太长的话会顶住风水球,太短的话会造成风水球无法转动。

值得一提的是,转动的石球并不是垂直向上的,而是朝侧面倾斜了一点。这样,水就能冲向一侧并从另一侧落下,而被水冲向的那一侧会对球面产生一个旋转力。

水越大,旋转力就越大。这其实是因为受到了伯努利原理的影响,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。我们拿一个小球来做实验。

将球放在一条冲力较大的水柱上,神奇的是球就这样被水柱给托了起来,并且还在自动旋转。

因为水流从球体的一侧经过时,这一侧的流速就会变大,使得压力减小与另一侧形成一个压力差,这样就能将球体牢牢顶起来贴在水柱上转动了。

说了这么多,那风水球为什么要叫这个名字?它真的能改变风水吗?

其实,风水球是人们意念和精神活力的象征,在水上不停转动的造型,寓意着风生水起财源滚滚。中国人讲究风水,所以对于风水球的摆放也十分关键。因此,在宾馆、写字楼以及会场等地方才会看到有风水球的身影。

值得一提的是,不同颜色的风水球还有着不同意义的象征。红色代表着红红火火、黄色代表着黄金富贵、白色代表着吉祥如意、黑色代表着挡煞辟邪。

其实除了风水球外,还有风水轮和风水灯等,同样体现着人们美好意愿的物品。两者相比,我认为还是风水球和风水轮更具观赏性。你们觉得呢?

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