大學問：為什麼快速轉礦泉水瓶能夠讓其中的水形成一個小漩渦？

我們來定性分析這個過程：

1、我們快速旋轉礦泉水瓶時，瓶內的水整體跟隨者旋轉，此時旋轉的中心不在瓶內，我們可以理解為「公轉」；

2、當我們停下來後，瓶內的水開始高速旋轉，自轉軸在瓶內，相當於「自轉」；

也就是說：整個過程中，瓶內的水經歷了「公轉」向「自轉」轉變的過程，其中原理，就是角動量守恆。

決定經典系列（相對論+幾何原本+物種起源）

根據右手螺旋法則，如圖「公轉」時，瓶內的水有一個向上的角動量，停下來後，因為水的粘度不高，水的角動量無法立刻消耗殆盡，於是水只能繼續「自轉」，來保持角動量的守恆。

如果你仔細觀察的話，會發現剛停止時，水的自轉非常快，那是因為公轉時半徑大，停下來後自轉半徑小，所以自轉速度會增加，才能保證角動量的守恆。之所以形成「漩渦」，是因為液體（剛性）在自轉時，因為離心力的作用，表面會形成拋物面，這是流體力學裡的入門問題！

當然，因為摩擦力的原因，水的角動量會被逐漸消耗，直到停止自轉。

這就是摩擦力和離心力（慣性力）。

當水瓶豎直旋轉時，瓶身與水之間的摩擦力導致水開始運動，之後離心力讓水遠離中心，自然就形成一個凹陷的漩渦，甚至當速度快到一定程度，水可以全部集中到瓶壁上，而在瓶身中間形成一個空柱。

說到這，真的不得不提一下牛頓的水桶實驗，這個實驗是牛頓用來證明絕對空間存在

實驗很簡單，幾乎人人都可以做，甚至你光憑腦子想一下就可以

用繩子吊著一個水桶，將繩子扭緊，然后里面注入半桶水

此時，我們可以確認一點：桶沒有轉，水面也沒動是平的，兩者相對靜止（稱為A狀態）

之後我們將手鬆開，因為繩子原先是扭緊的，所以水桶很自然的就開始旋轉起來

此時我們又可以確認兩點：

隨著桶轉，水面就會慢慢的下凹，但是水面不會一直下凹，當水旋轉的速度和桶速達到一致，就是水面下凹的最大值

但是我們發現，在的條件下，水的轉速和桶速一致，說明水和桶是相對靜止的，但是水面卻是下凹的（稱為B狀態）

離心作用是由向心力引起，向心力是物體做曲線運動時，物體運動軌跡所在的圓心與物體位置的連線方向並向外延伸的力，這個力的方向從圓心向外，所以也有人稱它離心力。

就這樣用文字描述你可能難以想像這個力的作用，回憶一個場景，你坐在計程車里，如果計程車轉彎的速度稍微快一點，人就會感覺到有一個力在把他向外拉，這就是離心力。

同樣的，礦泉水瓶里的旋轉的水中間形成小漩渦原理是一樣的：由於水在圍著礦泉水瓶的中心旋轉，則水就會受到來自旋轉中心向外作用的離心力，水受到離心力的作用就會向外移動，所以內側的水受到離心力作用向外移動，外側的水同樣的受到離心力向外移動，但是外側是瓶身，水受到一個來自瓶身的支持里，幾個力一合成，合力的方向向上，外側的水就沿著瓶身向上移動。

這樣看起來就像旋轉中心向下凹陷，形成了一個水渦一樣，實際上是中間的水受到了離心力去了外邊，外邊的水受到了離心力和支持力的作用去了上邊，看起來就是一個錐形的漩渦狀。

當然，這樣的漩渦不只是水的專屬，所有的流體旋轉都能產生這樣的現象，比如風暴、龍捲風，高速旋轉的氣流受到離心力的作用向外遠離，中間就形成了一個漩渦。

離心的原理在生活中有很多的用處，人們根據離心原理髮明了離心機，專門用來分離混合物中的不同物質，另外，洗衣機原理也差不多。

可能大家聽到著還是有點懵，這樣怎麼就說明絕對空間的存在了？不急，接著看

模擬一段你和朋友間對話：

你：為什麼水面會下凹和水平兩種狀態？

朋友：下凹是因為桶轉了啊，不轉自然就是平的啊

你：但是你看A和B狀態，水和桶都是相對無轉動啊，為什麼一個平一個凹呢？

朋友：這還問，你不都自己說了嘛？B狀態只是相對無轉動而已，其實水和桶都還是轉的，而A狀態才是真的無轉動，所以一個凹一個平

你：那意思，只有真的無轉動才會讓水面平是嗎？可這個實驗我是在地球做的啊，地球和我都在轉，那也只能叫相對無轉動，怎麼水面還會出現水平的狀態呢？

朋友：。。。。。

你：如果這麼想下去，太陽系也在轉，銀河系也在轉。。。

於是唯一的解釋只能說明：存在一個絕對空間（靜止、無轉動），水面水平只能在這個絕對空間下才成立，因此這個實驗證明了絕對空間的存在。

這個思想一直影響著後來數個世紀的物理學發展，直到馬赫對此提出了批評，後來愛因斯坦稱之為馬赫原理，廣義相對論的出現也受這個影響。具體的就不說了，感覺說了好多，有興趣的朋友可以自己搜搜馬赫原理。

PS：未經同意不得轉載（圖片來源網路）

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