汤圆和饺子——两种中国传统节日美食有一个共同点,即它们的传统做法都是下锅煮的。可是下锅后,汤圆在锅里做着自由体操,饺子在沸腾的水里却只能随波逐流,这是为什么呢?
中国有很多地区的习俗是新年吃水饺,正月十五煮汤圆。煮汤圆的时候,可以看到汤圆在水里不停翻身打滚,但煮水饺时水饺却安静得多,基本上不动,只是偶尔会翻个个儿。
对于一个漂浮在水上,或者是悬浮在水中的物体来说,重心的位置越高,物体本身的重力势能就越大,因此这类物体总是倾向于让重心的位置更低一些。水面上的篮球很容易就可以让它转动,但扁平的小船即使在一定的风浪条件下也不会翻。
煮汤圆或者水饺的时候,锅里的开水咕嘟咕嘟沸腾,不断地给汤圆或水饺提供随机的力矩,只要它们的重心位置利于转动,很容易就会翻个。
现在的问题就是,汤圆和水饺的重心位置究竟如何。让我们看看汤圆和饺子的结构。汤圆是一个球形结构,有着很高的对称性。这使得汤圆在转动的时候,重心没有任何变化,一个很小的力矩就会让它转动起来。
饺子复杂的结构决定了它的物质分布不均匀,重心的位置也相对靠近有馅的一侧。单个水饺在锅里的时候,会自动选择重心最低的位置。这样,要让水饺翻转,势必要提升饺子的重心,但那样需要一个很大的力矩,即使转上去了也是一个不稳定的状态。并且水饺的形状使得它转动时需要排开一定的水,这就使得它在水中翻滚更加困难了。
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