睡覺的時候4歲女兒問我,為什麼所有的泡泡都是圓的,怎麼沒有三角形的?我該怎麼回答?

詹斯姆哈登


原理上,這是因為水的表面張力是在任意方向一致均勻的。當然,這句話小孩子不可能聽懂。

在圖像上,氣泡的形成是因為空氣鑽進了水滴裡,把水滴撐大了。這句話小孩子可能聽懂。聽不懂的話,可以做進一步解釋:

空氣是有壓力的,可以把很重的東西頂起來。

空氣的壓力不僅向下頂,也向上頂,向左和右頂,空氣的壓力是向四面八方的。

空氣鑽進了水滴裡,空氣的壓力就會把水滴向四面八方頂,也就是向外撐,水滴就會被撐大。

水滴被撐大以後,外面有一層水,裡面全是空氣。

水滴被撐得越大,外面的水層就越薄,裡面的空氣就越大。

這就形成了氣泡,氣泡的外面是薄薄的一層水,裡面包著一團空氣。

因為空氣的壓力向四面八方是一樣大的,所以空氣把水滴撐大以後,各個方向撐得也一樣大。各個方向都一樣大是什麼形狀呢?就是一個球形。

接下來,孩子可能會問兩個問題

第一個問題:氣泡裡面的空氣為什麼會變大呢?為什麼不是縮成小小的一團?

——那還是因為空氣壓力,空氣總想向外頂,水被空氣撐開了,空出了空間,空氣就會散開來佔滿空間。

那空氣和空間有什麼關係?

空間就是裝任何東西的地方,可以裝水,可以裝空氣,也可以裝土,石頭,人,和小兔子。空氣特殊的地方,就是它向四面八方都有壓力,所以哪裡有了空出來的空間,空氣就會佔滿哪裡。

空氣有個特點,同樣多的空氣,佔的空間越小,壓力越大,佔的空間越大,壓力越小。就好像人穿的衣服,衣服小,會覺得緊,衣服大的話,就覺得寬鬆了。

第二個問題:

空氣把氣泡撐大了,那會撐到多大?會不會撐破?

——氣泡外面的水層,原本只是個小水滴,它是被空氣給撐大的。但是水滴也有自己的力量,它不是任由空氣給撐大。對空氣向外頂的壓力,水也會抵抗。

水的這種抵抗,其實也是一種力,它叫做表面張力,也就是在一個東西的表面上存在的力。比如把手從水裡往外拿,在最後離開水面的時候,會覺得手在水面處卡了一下,這就是因為水的表面張力。我們說的蜻蜓點水,或者用小石頭打水漂,都是因為水有表面張力。

表面張力就好像是四個小朋友拿一張床單,一人拉著一個角,用力把床單繃直,這時候床單上就可以放東西了,比如能放一個枕頭。用這種辦法,工程師發明了懸索吊橋,靠著懸索的張力,吊橋可以支撐很重的東西,比如火車和大卡車。所以說,表面張力是一個東西受到壓力以後,它的表面被撕扯或拉扯的時候出現的,表面張力使東西的表面不容易因為受壓力而斷裂或撕裂、讓它的表面儘量保持固定。

那氣泡外面的水層是怎麼抵抗空氣壓力的呢?當水被空氣往外頂的時候,水滴表面就會被拉扯,這就像是把橡皮圈向外撐一樣。這時候水的表面張力就有用了,它會抵抗空氣這種向外撐的力量,讓水滴表面不被撐破。

水的表面張力也有一個特點,就橡皮筋拉的太長就會斷一樣,水面被拉扯的太厲害,也會撕破。

氣泡的形成是從小變大的。一開始,氣泡還小的時候,空氣佔的空間小,壓力就大,比水的表面張力要大,水滴抵抗不了裡面的空氣向外頂的壓力,就會被撐大。水滴被撐大了,空氣佔的空間大了,壓力就會變小,逐漸可能變得跟水的表面張力一樣大,這時候,裡面的空氣和外面的水層,一個向外頂著,一個向裡繃著,誰也推不過誰,形成了平衡,氣泡就停止變大,大小就固定了。

有的時候,水滴裡進了太多的空氣,哪怕氣泡已經夠大了,空氣的壓力仍然很大,還是比水的表面張力大,這樣氣泡就會一直變大,就好像橡皮筋拉得太長會斷,氣泡撐得太大也會撕破。

所以最後,我們知道了一個基本的道理——氣泡是水和空氣一起形成的,是空氣鑽進了水滴裡形成的,氣泡能長多大,跟氣泡表面裡的水有多少、裡面的空氣有多少有關係。吹泡泡的時候要屏住勁兒,不能吹的太猛,一個原因就是為了控制好水和空氣的比例。


獵戶貝塔


我兒子也經常問一些類似這樣“離經叛道”的問題。

比如這個泡泡形狀的問題,我可能回答:當然有三角的了,只要你願意,五角星,小刺蝟一樣的都有。閉上眼想一想,看看的天空,軟軟的草坪,你在陽光下吹出各式各樣的泡泡,是不是很美啊?

然後接下來一兩天,我會盡力搜一些相關知識的動畫片給他看,看完了小傢伙回來找我舊賬,說爸爸說的不對,什麼什麼裡說,什麼東西是什麼樣子的。我問為什麼啊,他會把動畫片里科普內容三三兩兩說一遍。我再把系統的東西給他複述一遍,最後告訴他那是作者的觀點,他沒見過三角或者五角星一樣的泡泡,沒準這個世界上有呢?

個人認為,孩子的想象力和探索精神,咱們家長千萬可別去代勞。


玩兒在張家口


看到評論區大家的答案,說的太深奧孩子根本聽不懂,我家孩子小時候問我,媽媽我的翅膀呢,是不是你把我的翅膀剪掉了?!如果從人類基因突變開始講,我想她會有更多的問題等著我,如果是我娃問我,我只會告訴娃,因為泡泡自己喜歡圓的,它不想變成其他形狀,就這麼簡單!


貳叄伍什


睡覺的時候4歲女兒問我,為什麼所有的 泡泡都是圓的,怎麼沒有三角形的?我該 怎麼回答?

的確,吹出來的泡,無論你用什麼形狀容具吹來的泡泡,最後都變成了圓形的,那是因為吹泡泡所用的液體表面張力決定的。但這麼小的孩子,你這麼可說不一定聽得明白,更別說理解了。你可以帶孩子玩其他形狀的泡泡,我想說其實泡泡是可以玩三角形,還可以正方形,長方形,橢圓形…換句話說,你用什麼形狀的容具去玩它就什麼形狀的。

哈哈,這個玩法我是在我家二寶6歲半自己洗澡的時候無意中發現的,剛開始的時候她總是洗半個鍾都不出來,還在裡面邊洗邊哼著小調,聽起來在裡面非常開心,有天我忍不住了進去看她在裡面幹嘛?原來洗個澡還能玩泡泡!看我進去小傢伙還特別驕傲地說,媽媽,你看我的泡泡!我的天,我頭一次到這麼大的泡泡,只見小傢伙雙手抱在胸前,雙手一直向前伸至最大距離,泡泡一直在變大,形狀也跟著她的手形變化而變化著。她反覆地耍玩著,單手叉在腰間,泡泡又變了三角形,玩得不亦樂乎!我問她用什麼在玩,她說就用的沐浴露啊!感覺自己白活了這麼多年,沐浴露原來還可以這麼玩😂😂自己洗的時候也試玩了一下,原來真的可以,不過費了很大的勁才弄成功一兩次,還需要很大的耐心😓真不知道小傢伙是怎麼玩得這麼溜的😆後來我知道小傢伙每天都玩,大概玩了兩三個月,直到玩膩了才不玩了🤭🤭

4至6歲,正是孩子對什麼都感到好奇的時候,也特喜歡問這個為什麼?那為什麼?而我們作為父母,也不可能什麼都懂,我當時買了本《十萬個為什麼》和《昆蟲記》給孩子,孩子問的問題我們就一起從書裡面找答案,她學了拼音識字之後就讓她自己去查找答案。



陽春七妹


這還真的是一個有趣的問題。回答可以是,因為我們所處的地球上同一個位置壓強或氣壓是一樣的,吹泡泡時,裡面的空氣向四周擴散也是均勻的,所以總是圓的。如果不要它是圓的,那麼外面就應該有一個固定形狀的物體,例如,做一個三角形的氣球一樣的東西,再往裡面吹氣,就是三角形的了,這樣解釋可以嗎?僅供參考。


F雙月


因為泡泡五光十色,飄飛在空中,但最終泡泡還是要回家的,會落到地上來!

如果泡泡是三角形,相互碰撞在一起會痛,也會破裂,落下的泡泡砸到孩子的頭上也會很痛的,圓泡泡就好多了!你看,泡泡砸到頭上一點都不痛!

這世間的萬物呀,都是善意地生長,善意地成型,所以呀,寶貝也要心懷善意地快樂長大!






飛龍林


首先可以反問寶寶,你猜是為什麼? 然後可以帶著她一起做實驗,用扭扭棒折成各種不同的形狀,看看不同的形狀裡吹出來的泡泡是什麼形狀。對於4歲來說,有好奇心是很重要的,但用科學解釋她不會理解,所以用童趣的方式解答也是可以的,例如從前有一位公主,巴拉巴拉的編個故事就行啦。最後可以玩泡泡拓印畫,聊一聊泡泡像什麼?為什麼泡泡有時往左飛,有時往右飛?輕輕吹和重重的吹哪個泡泡會更大?等等,培養孩子探索科學的樂趣比這個時候告訴她答案更重要!


Amanda994


泡泡成球形也不是無條件的,首先得內壓大於外壓,且表面張力大於泡泡自身重量。

如果泡泡足夠大,在引力或外力作用下也可以是條形、橢圓形,當然也可以形成三角形。

撇開外作用力,正常個頭的泡泡之所以必須是球形,來自內部均為壓力而實現各向同性的結果。球體內的各向,可以理解為從球心出發,任意方向都等徑的無數個點組成的三維結構一一球體。

當然啦,這不是小孩能夠理解的範圍,得具備初中左右的空間想象力。


技術型文盲1


如果要深究為什麼三維肥皂泡在長大過程中必須成為三維球面這個問題,那要涉及到微分幾何的流形概念了。

如果單從力學角度講,表面自由能是在相界面處液體分子受力不均產生的Gibbs自由能的增量,用公式(偏導G/偏導A)給出。A為面積元。

在一個孤立體系中勢能總是趨向於最小,而要使相界面處液膜表面積增加,就需要對體系做功。勢能增加沒有方向性,即在所有方向Gibbs自由能增加量(偏導G)是相同的,整個體系處處連續且可微。只有球面滿足這樣的條件。

然而在一個非孤立體系中,假定是不均衡電磁場或引力場,在某個特定位置的相界面處的自由能增量收到外界功的影響是(偏導G)產生各項異性,是有可能產生不同形狀的肥皂泡的。兒童樂園中你看到拉出肥皂泡套住一個人,就是這個原理。

手機無法打出偏導符號,用中文代替。希望以上能回答寶貝的問題。


著名無聊人士


深層次回答:平面中,面積一定,周長最短的圖形是圓;空間中,體積一定,表面積最小的體是球。泡泡因受水分子表面張力的作用,會讓自己的表面積達到最小,所以泡泡是球形。


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