如何在沙子里畅快的游泳?

时间:2023-09-10 22:28:23

泳池里没有一滴水,只有满满的沙子,可物体不仅能在沙池中沉浮,人也能在其中游泳,这究竟是什么魔法?

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 在沙堆里游泳

穿上泳衣、戴上泳镜,几个小朋友准备到叔叔的泳池里痛快玩水。冲到泳池边,他们却愣住了,池里全是白花花的沙子,这要怎么玩?这时,叔叔马克·罗伯拧开池边的阀门,不一会,池里冒出了许多泡泡,如同一锅沸腾的豆浆,将皮球丢进去,它就像掉入水中那样,没入了沙子后马上又浮了起来,还在周围荡起一圈圈涟漪。固体的沙子仿佛变成了液体般波浪起伏,小朋友跳入池里,沙子还溅起了“水花”,他们坐在其中,摆动着双臂,享受“游沙”带来的新奇体验。

关上阀门,沙子又马上恢复了静止的状态,陷在沙子里的小朋友费了好大的力气才能起身。

 把沙子变成液体

通常,堆积的沙子之间摩擦力较大,令物体难以进出。这个沙池的秘密藏在池底。

沙池底部的管道

沙池底部并排相连着许多金属管,管道上每隔25毫米就有一个直径1毫米的小孔。小孔中有气体喷入沙堆,将原本密实排布的沙粒吹开,大大降低了沙子间的摩擦力,人便能在其中穿梭。与此同时,气体向上的力会和沙粒向下的重力达到平衡,让沙子处于悬浮的状态,并像气体、液体那样对物体产生浮力。

 救命的悬浮沙床

这种沙池是美国发明家马克·罗伯以工业上的“流化床”为灵感设计的。流化床常用来速冻食品、干燥物料、保证燃料充分燃烧等。

人睡在悬浮床上的效果

在医疗上,与流化床类似的是悬浮床,供身上被大面积烧伤的患者躺卧,床单下是由硅和陶瓷合成的细沙,细沙在气流的作用下悬浮起来,床面如同波浪般起伏。悬浮床上的患者就像躺在干燥的“水面”上,干热的空气透过细沙和床单持续环绕患者体表,能有效防止烧伤创面感染;悬浮的细沙产生的浮力也避免了患者背部的创面受压,既减轻了他们的痛苦也能加速伤口的愈合。

大自然的流化床

流化床并不是人类独有的,自然界也有类似的现象,却要危险得多。

2018年,印度尼西亚、日本等地出现了楼房、车辆等陷入土地的现象,原本坚硬的土地变得像泥浆那样黏稠,这被称为“土壤液化”,形成原因和流化床相似,只是喷入沙子间的不是空气,而是水。

土壤液化导致房屋倾斜

一些地区松软的沙质土壤下有水位较高的地下水,平时处于稳定状态,但当其遇到地震等剧烈晃动时,地下水的水压会突然升高,带着沙土冲出地表,使土壤变得像液体一样流动,地面因此失去承载力且大量变形,可能导致上面的房屋发生转移或下陷,进而倒塌,造成巨大破坏。

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