物理君與薛小貓的生活科學大冒險：從家裡到太空，腦洞大開的226個物理現象與原理

徹底擰乾毛巾需要多大的力？
很遺憾，毛巾是無法被徹底「擰」乾的。毛巾主要由脫脂純棉製成，主要成分是纖維素，而纖維素中有大量親水性的羥基，水分子會在氫鍵的作用下與纖維素結合形成結合水，同時由於水的表面張力，毛巾中的縫隙也因毛細現象而可以大量儲存水分，這是毛巾吸水的主要原因。將毛巾縫隙中的水分擰出來時，仍然會有部分水分以結合水的形式儲存於毛巾中，可以透過曬太陽去除這一部分水。
如果一定要以手擰的方式盡可能地達到理想的效果，就需要參考1200轉/分的洗衣機脫水功能。假設滾筒半徑0.2m，毛巾平均質量為500g，我們透過「甩」的方式需要維持約1579N的力，利用此力大約可以舉起161kg的物體（接近69kg級抓舉舉重的世界紀錄水準……）。而且，這是「甩」不是「擰」，「甩」的時候，因水分子受到的附著力不足以提供圓周運動的向心力，因而脫離毛巾，「擰」並不會直接作用到水分上，此時水仍可以透過黏滯力吸附在毛巾上，也就是說，即便我們使出了舉重世界紀錄水平的力氣去擰一條毛巾，也不可能把它擰到像洗衣機脫水過的那樣乾。

聲音可以滅火嗎？
聲音可以滅火，但不是所有的聲音都可以。美國喬治梅森大學工程專業的兩名學生發明了手持聲波式滅火器，其原型包括音頻發生器、放大器和一個準直儀。音頻發生器可以產生一些30～60Hz的低頻聲波，放大器將聲波信號放大，準直器將這一部分聲波瞄準火焰方向，可以撲滅一些小型且受控的火災。我們可以從兩個方面考慮聲波式滅火器的工作原理，一是燃燒的條件，二是聲音的本質。
燃燒需要三個條件：可燃物、氧化劑和熱量。聲音的本質是物質振動在空中的傳播，一般的聲音振動很小，但可以透過耳膜的微小振動被人體感知聽到。在滅火中，放大器將聲波的振動幅度加強，準直儀將聲波瞄準燃燒現場，從而使作為振動介質的氧氣分子在特定頻率下短暫地與燃燒物分離；如果燃燒速率不夠大又來不及與下一部分氧氣繼續燃燒，則失去氧氣的補給便可抑制燃燒過程，從而達到滅火的目的。然而，除非可以製造一個超級大的放大器和準直儀，不然聲音滅火還是不適用於大型火災現場。

一隻蚊子飛入一個空瓶而不碰瓶壁，會增加瓶的重量嗎？
雖然瓶體作為一個物體，自身的質量不會因為飛入蚊子而改變，但是如果這個瓶子被放在了一個秤或天平上，那麼這個秤或天平的示數是有可能改變的。
在瓶中的蚊子，為了克服地球的重力，必須扇動翅膀以獲得一個向上的升力。在得到這個升力的同時，它附近的空氣因為被翅膀向下扇動從而有向下流動的趨勢。如果瓶蓋完全蓋上了，那麼流動的空氣持續地撞擊瓶子的底部，相當於給瓶子施加了一個力，使用足夠靈敏的天平或者靈敏的電子秤，其示數就會發生變化。或者換個角度，如果瓶子是密封的，可以把瓶子、瓶內空氣和蚊子看作一個整體，如果蚊子平穩懸空在某一位置，那麼這個系統處於一個平衡態，其總質量應該是瓶子、空氣和蚊子之和，相當於蚊子的「體重」透過瓶內的空氣傳遞給了瓶底。

徹底擰乾毛巾需要多大的力？
很遺憾，毛巾是無法被徹底「擰」乾的。毛巾主要由脫脂純棉製成，主要成分是纖維素，而纖維素中有大量親水性的羥基，水分子會在氫鍵的作用下與纖維素結合形成結合水，同時由於水的表面張力，毛巾中的縫隙也因毛細現象而可以大量儲存水分，這是毛巾吸水的主要原因。將毛巾縫隙中的水分擰出來時，仍然會有部分水分以結合水的形式儲存於毛巾中，可以透過曬太陽去除這一部分水。
如果一定要以手擰的方式盡可能地達到理想的效果，就需要參考1200轉/分的洗衣機脫水功能。假設滾筒半徑0.2m，毛巾平均質量為500g，我們...

前言
前情提要

「唉……今天的光學實驗又廢了！」從M樓出來，物理君習慣性地望瞭望天，獵戶座已經西垂。這已不是物理君第一次這麼晚回去，最近一直都在實驗室熬到深夜兩三點，回到宿舍時室友都已經呼嚕連連了。步入博士最後一年，卻遲遲沒有好的結果，想著早上洗臉又掉下一根長度3.012cm的頭髮，物理君煩躁地把腳邊一顆石子踢進草叢。看著石子以斜角30°、5m/s的初速度飛出去，物理君長籲了一口氣，稍微舒緩了一下煩悶。

「喵嗚—」一聲尖厲中帶著可憐的貓叫打斷了物理君還沒出完的這口氣。「啊，不會踢到貓了吧？」一向愛護花花草草和小動物的物理君連忙循聲走過去，可張望四周卻並沒見到貓的影子，倒是石子落下的位置正好是物理所「網紅人孔蓋」之一的「薛丁格的貓」。

物理君蹲下來打量著這只上半身完整、下半身只剩骨架的貓，一臉疑惑：難道剛才是這隻貓叫的嗎？開玩笑，看來我是太需要睡眠了……
就在將要起身的一刹那，物理君突然感到手腕被什麼抓住，伴隨著一聲頻率為4700Hz的貓叫以及極強的失重感， 物理君眼前一黑，被人孔蓋吸了進去。
微風拂過，幾片落葉掩住了人孔蓋上的貓影，一切陷入了沉寂，唯有微微振動的人孔蓋預示著即將發生的不同尋常的故事。
「喂，你醒醒！你快醒醒！」迷迷糊糊間，物理君感到自己的臉火辣辣地疼，還有一個略顯熟悉的聲音在叫他。
睜開眼睛，物理君發現自己已經身在一個完全陌生的地方。「又是一隻迷途羔羊。」旁邊傳來一聲歎息，物理君卻看不到說話的人。「別找了，我就在你腳邊。」說話的竟然是一隻貓！

「這是哪裡？我死了嗎？為什麼你會說話？」物理君一連三問。貓咪答道：「這個島名叫『悟理島』，以每個人都對物理問題充滿好奇著稱，我是薛小貓，我每年都會遇到一個穿越過來的人。」「等等等等，你的意思是我穿越了？」物理君驚呼道，「可是我的實驗還沒有完成，明天的討論也還沒準備呢，你快幫幫我，怎樣才能回到原來的世界？」薛小貓輕輕擺了擺尾巴：「穿越回去？我可幫不了你，但我知道到這個島上的『悟理學院』去有可能實現這個事。我們去前面的社區打聽打聽怎麼去悟理學院吧。」

前言
前情提要

「唉……今天的光學實驗又廢了！」從M樓出來，物理君習慣性地望瞭望天，獵戶座已經西垂。這已不是物理君第一次這麼晚回去，最近一直都在實驗室熬到深夜兩三點，回到宿舍時室友都已經呼嚕連連了。步入博士最後一年，卻遲遲沒有好的結果，想著早上洗臉又掉下一根長度3.012cm的頭髮，物理君煩躁地把腳邊一顆石子踢進草叢。看著石子以斜角30°、5m/s的初速度飛出去，物理君長籲了一口氣，稍微舒緩了一下煩悶。

「喵嗚—」一聲尖厲中帶著可憐的貓叫打斷了物理君還沒出完的這口氣。「啊，不會踢到貓了吧？」一向愛護花花草...

前情提要

家裡的物理——布里淵社區
腦洞時刻
解鎖工具：自行車

飲食裡的物理——梅納廣場
腦洞時刻
解鎖工具：汽車

學校裡的物理——悟理學院附中
腦洞時刻
解鎖工具：公車
電子產品裡的物理——010數位城
腦洞時刻
解鎖工具：飛機

光學裡的物理——牛頓光谷
腦洞時刻
解鎖工具：高鐵

天氣裡的物理——可楨氣象館
腦洞時刻
解鎖工具：太空電梯

天文裡的物理——悟理號太空站
腦洞時刻
解鎖工具：太空船

研究所裡的物理——悟理學院
腦洞時刻

尾聲

前情提要

家裡的物理——布里淵社區
腦洞時刻
解鎖工具：自行車

飲食裡的物理——梅納廣場
腦洞時刻
解鎖工具：汽車

學校裡的物理——悟理學院附中
腦洞時刻
解鎖工具：公車
電子產品裡的物理——010數位城
腦洞時刻
解鎖工具：飛機

光學裡的物理——牛頓光谷
腦洞時刻
解鎖工具：高鐵

天氣裡的物理——可楨氣象館
腦洞時刻
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天文裡的物理——悟理號太空站
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尾聲