为什么苹果手表会吸在高铁玻璃上?要怎么才能无损取下?

近日网传苹果手表会吸在高铁玻璃上拿不下来,许多网友现身说法用自己的设备做实验。有的网友表示“能取下来”,也有的网友表示“取不下来”。

苹果手表和其他手表没有任何区别。

高铁玻璃和其他防爆玻璃没有任何区别。

只要是很平整的表面紧贴在另一个平整表面都能吸住。

其他的怎么弄下来,苹果手表在高铁玻璃上就怎么弄下来。

并且能想办法把苹果手表贴上边肯定是费了不少工夫,得两面擦干净,说不定还得哈一口气,说不定还得蘸点水。

难点在于,怎样一本正经的拍照,就像前两天一大堆人穿着西服骑辆破自行车满街溜达一样,都是为了拍照而已。

对此,手表贴膜店的商家解释称,苹果手表取不下来是因为“光胶现象”,这是一种物理学现象,当物体表面的光滑程度超过一定限度时,越光滑,则摩擦力反而会越大。商家表示,遇到这样的情况,撕开贴膜的一个小角,手表就会自己脱落。

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科学的说法就是“分子间作用力” 。分子中会出现一个地方正电荷多,另一个地方负电荷多的情况,所以会有相互吸引的情况,距离越近越明显。

在探讨物体表面特性及其对分子间吸引力的影响时,我们可以发现,当物体表面达到极高的光滑度时,其表面分子间的距离会显著缩小,进而促使分子间吸引力显著增强,这一现象使得两个极为光滑的表面在相互接触时难以轻易分离。为了更具体地说明这一点,我们可以参考Apple Watch的表镜设计。

Apple Watch的表镜采用了两种高性能的材质:一种是Ion X分子强化玻璃,这种材料不仅广泛应用于Apple Watch,同时也是高铁车窗玻璃的首选材质,以其出色的强度和耐冲击性而闻名;另一种是蓝宝石玻璃,这种材质在硬度上更胜一筹,常用于需要极高耐磨性的场合。值得注意的是,无论是Ion X分子强化玻璃还是蓝宝石玻璃,它们的表面都经过精密加工,达到了极高的光滑度,并且都拥有一块平整无瑕疵的区域。

正是这样的光滑表面,使得Apple Watch的表镜在特定条件下(如与高铁玻璃接触时)能够产生强烈的分子间吸引力,导致两者紧密吸附在一起。然而,通过观察我们可以发现,Apple Watch的表镜边缘部分并非完全平整,而是采用了弧面设计。这一设计细节为我们提供了一个巧妙的解决方案:利用一根非常细且结实的线(例如钓鱼线),我们可以轻松地插入表镜与高铁玻璃之间的微小缝隙,通过物理杠杆作用,使得原本紧密吸附在一起的Apple Watch与高铁玻璃得以分离。

还有一种解释是关于大气压对两块贴合玻璃产生的影响,有一种观点认为,当两块玻璃紧密贴合时,它们之间的空气被排除,因此由于大气压的作用,手表可能会被紧紧吸附而无法取下。然而,这种解释并不准确。

为了验证这一点,我们可以进行一个简单的计算。假设手表是一个边长为3厘米的正方形,且其内部完全处于真空状态。根据大气压强的标准值,即101300帕斯卡,我们可以计算出大气压在这个面积上能产生的最大力。这个力等于大气压强乘以手表的面积,即101300帕斯卡乘以(0.03米)的平方,结果约为91.17牛顿,换算成重力约为9.3公斤力。

如果我们尝试以接近平衡的方式(即几乎无加速度地)将手表取下,那么所需的力就相当于提起一个9.3公斤的物体。显然,这个力并不足以使手表无法取下。这种原理实际上与吸盘挂钩的原理相似,但需要注意的是,吸盘通常是由柔软的材料制成的。

这是因为,在现实中,物质的材质并非刚体,而是会在受力时发生形变。这是一个涉及材料力学的复杂问题,但我们可以进行简单的理解。对于吸盘来说,所需的方程不仅包括“提起的力”和“大气压所施加的力”之间的平衡方程(这是中学物理的内容),还需要考虑材料的形变和受力关系所满足的约束方程。

当材质是柔软的时,即使受力不太大,由于材料允许发生较大的形变,因此能够通过形变保持边缘与壁面的贴合,防止空气进入。这样,吸盘内部就能维持接近真空的环境,使得整体的受力平衡和受力与形变的约束均得到满足,从而达到一个稳定的平衡状态。

然而,对于硬材质来说,情况就不同了。在同样的受力情况下,由于形变过小,边缘可能已经脱离壁面,空气得以进入。这时,问题就不再是一个简单的静力学问题了,而是涉及到了与空气流动相关的动力学问题。随着空气的进入,内部的气压逐渐升高,大气压能提供的力也相应减小。这会导致一个正反馈过程:形变小导致空气更容易进入,进而使得大气压的力更小,形变也进一步减小,空气更快地进入。因此,硬材质在受力提起的一瞬间可能会感受到大气压带来的力,但很快就会进入空气进入的动力学控制阶段,使得手表能够轻松地被提起。

综上所述,大气压虽然对两块贴合的玻璃产生了一定的影响,但并非导致手表无法取下的主要原因。对于硬材质来说,其形变和受力关系以及空气流动的动力学过程共同决定了手表是否能够被轻松取下。