物理知識(shí)與我們的生活息息相關(guān)，2月5日恰逢元宵佳節(jié)，《張朝陽(yáng)的物理課》繼續(xù)開(kāi)講，帶網(wǎng)友們一起科學(xué)慶元宵。張朝陽(yáng)分享了物理中力學(xué)的一個(gè)分支——“流體力學(xué)”，還科普了血栓、吃湯圓、賞滿月、打水漂等日常生活中的物理知識(shí)。
別讓血管“栓”住 詳解血栓背后的物理原理
現(xiàn)場(chǎng)，張朝陽(yáng)講解了流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，從靜止理想流體到穩(wěn)恒理想流體，再到黏滯流體，都進(jìn)行了詳細(xì)的推演，并從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格證明了阿基米德浮力定律和伯努利原理。
(相關(guān)資料圖)
推導(dǎo)完理想流體后，張朝陽(yáng)介紹了黏滯阻力，并通過(guò)將黏滯效應(yīng)導(dǎo)致的體力密度添加進(jìn)歐拉方程得到流體力學(xué)的基本方程——納維－斯托克斯方程（簡(jiǎn)稱NS方程）。NS方程是七個(gè)千禧年大獎(jiǎng)難題之一，其在人體血管中的特殊應(yīng)用由法國(guó)醫(yī)生發(fā)現(xiàn)，又命名為泊肅葉定律。
在NS方程基礎(chǔ)上，他又計(jì)算得出血流量和半徑四次方成正比，與壓強(qiáng)梯度正比，并且血越稠血流量越低，對(duì)半徑更敏感。假如血管堵了10%，損失血量為30%到40%，這時(shí)心臟需要承擔(dān)更大的工作量，負(fù)荷更大的壓力。
由此，張朝陽(yáng)解析了為什么血管堵塞心臟負(fù)擔(dān)大：血管遍布人們?nèi)?，幫助維持血液以及營(yíng)養(yǎng)成分正常的功能運(yùn)轉(zhuǎn)。心臟負(fù)責(zé)給全身供血，血管堵塞，血液流通慢，將影響正常的血液循環(huán)，也給心臟造成巨大的負(fù)擔(dān)。據(jù)資料數(shù)據(jù)顯示，全球每16秒就有一人患靜脈血栓栓塞性疾病，每37秒就有一人死于該病。張朝陽(yáng)建議大家日常多吃青菜水果，少吃膽固醇高的食品，以保持血管通暢，守護(hù)自己的心血管健康。
為何兔年元宵的月亮很“迷你”？ 原來(lái)湯圓餡是一種非牛頓流體
現(xiàn)場(chǎng)觀眾提了一個(gè)涉及流體力學(xué)的趣味問(wèn)題——生活中如何打出完美的水漂？張朝陽(yáng)建議，打好水漂需要注意速度、角度和保持旋轉(zhuǎn)，“石片飛向水面的角度，關(guān)系到石片受到水面“反彈”的力的大小。另外，必須讓石片旋轉(zhuǎn)起來(lái)，根據(jù)角動(dòng)量定理，旋轉(zhuǎn)的物體能更好地保證方向穩(wěn)定。”
硬核推導(dǎo)結(jié)束后，張朝陽(yáng)分享了與元宵節(jié)相關(guān)的物理知識(shí)。比如，人們可以吃到湯圓是因?yàn)闇珗A的黏滯系數(shù)較大，同時(shí)黏滯系數(shù)和溫度有關(guān)，而湯圓的餡是其實(shí)是一種非牛頓流體。課后，關(guān)于“黑芝麻餡是不是非牛頓流體”引發(fā)了網(wǎng)友們線上熱聊。
今年元宵夜迎來(lái)年度最小滿月，十分難得。為什么會(huì)存在大滿月和小滿月？對(duì)此，張朝陽(yáng)現(xiàn)場(chǎng)作圖進(jìn)行了科普：首先只有當(dāng)?shù)厍虼笾绿幱谠虑蚺c太陽(yáng)的連線附近時(shí)人們才能看到滿月，其次，月球的繞地軌道不是嚴(yán)格的圓形，而是橢圓形，因此有近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)之分。如果滿月的時(shí)候月球恰好處于近地點(diǎn)，月亮就會(huì)顯得比較大；如果滿月的時(shí)候月球恰好處于遠(yuǎn)地點(diǎn)，月亮就會(huì)顯得比較小。
據(jù)了解，《張朝陽(yáng)的物理課》于每周周五、周日中午12時(shí)在搜狐視頻直播，截至目前已直播了一百余期。
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