水滴的本义是即使是细微的力量，只要坚持，也能成就大事可是，最新的研究结论颠覆了人们的固有认知:每一个下落的水滴都会产生一个超音速冲击波，相当于一个小型炸弹

所以，坚持的确是坚持，但这种力量一点也不微妙这项研究来自明尼苏达大学中国副教授项成的团队，论文也发表在《自然》杂志上

其实现代人对这个古老的问题研究了很久，提出了很多假说除了最直观的物理磨损理论，还提出了化学侵蚀理论即石头中的碳酸钙与水和空气中的二氧化碳反应生成碳酸氢钙

据网友回忆，这种反应也出现在高中试卷上*

总之，在这篇论文之前，有一个关于这种现象主要是物理反应还是化学反应的争论那么这一次，研究团队是如何结束这个话题的呢

高速应力显微镜揭示超音速冲击波

通常，如果你想研究一滴水的下落，你主要不得不依靠高速摄像机拍摄的图像可是这一次，明尼苏达大学的研究人员不想只做视觉分析，而是想在量化的方向上更进一步因此，他们开发了一种新设备:高速应力显微镜

具体来说，研究人员会让一滴水从高度H落下，以撞击速度u击中PDMS凝胶，在这个实验中，PDMS凝胶经过了预处理:研究人员在其中嵌入了直径为30μm的荧光聚苯乙烯颗粒作为示踪剂在凝胶的一侧，一个薄片激光发射器将抛光凝胶，并激发其中的荧光示踪剂

这样，当水滴撞击凝胶时，附近的高速摄像机可以以每秒40000帧的速度清晰地记录下荧光粒子的运动。根据这些记录，研究人员可以绘制水滴下落时压力和剪切应力分布随时间变化的图像，空间分辨率为115μm，时间分辨率为0.025 ms

接下来，是见证结果的时刻。

研究人员发现，液滴撞击物体表面时的力并不集中在液滴中心，而是伴随着液滴的撞击而扩散如图，第一排是钢球下落引起的剪切应力分布，第二排是液滴撞击的结果与钢球下落相比，液滴的最大剪切应力不在冲击点附近，而是伴随着液滴扩散呈放射状传播

更重要的是，液滴扩散的速度在短时间内开始会超过音速，在被撞击物体表面形成超音速冲击波。

感觉就像在物体表面引爆了一个小炸弹。

飞机的超音速冲击波

是不是有什么意外一滴水，看似力量不大却慢慢滴下，在溅射的瞬间居然能超越音速但其实你可能想不到的是，这种情况在生活中相当普遍你一个动作就能在几分钟内制造出超音速现象

撕胶带可以超音速。

如果你包装过快递包裹，你一定对撕透明胶带时发出的穿透力很强的声音印象深刻。

一群法国科学家研究了这种现象，发现原理也是超音速产生的音爆具体来说，胶带从胶带卷上剥离并不是一个平稳的运动，而是每隔几毫米就停下来，然后一次滑出很长一段距离这种现象被称为微粘滑

在这个过程中，胶带的弯曲部分会储存弹性势能，并在滑动的瞬间释放出来根据理论模型，由此产生的冲击波速度可达每秒650—900米，是音速的两倍多这篇论文也不简单它发表在《物理评论快报》上

开香槟时软木塞子弹出来的瞬间也出现了超音速冲击波这是由于瓶内高压二氧化碳气流突然暴露在低压环境下，高速喷出造成的

另一组法国科学家用高速摄像机拍摄了这一过程，并进行了定量研究这篇论文发表在《科学》的子期刊《科学进展》上

早在1927年，物理学家通过高速阴影拍摄发现，鞭子末端的摇动速度可以达到2马赫，是音速的两倍。

但直到2002年，亚利桑那大学的两位数学家才解释了具体的原理:沿着鞭子传播的抖动会形成一个圆环，这个圆环会加速直到达到音速，产生音爆。

有网友在了解了这个小知识后评论道:

但事实上，这些研究除了新奇有趣之外，还有很多应用价值例如，研究水滴和石头的向诚团队希望设计出能够减少冲击和抗腐蚀的涂层

项成毕业于北京大学物理系，获美国芝加哥大学物理系学士和博士学位现在他在明尼苏达大学学习软材料物理学，生物物理学和流体力学

此外，研究胶带的法国科学家希望开发出更光滑无噪音的胶带，并认为微观粘滑现象有助于解释建筑物在地震中的断裂。

水滴穿石纸:

撕胶带纸:

打开香槟纸:

搅打纸:

参考链接: