液體繩卷

液體繩卷 （ rope coil ） 或稱爲蜂蜜線卷 （ honey coil ） ， 是指黏滯係數高的液體如果由適當高度流下 ， 形成一細小的流動液柱 ， 在流體接觸一平面時 ， 時常會自行螺旋捲曲成爲中空圓柱型的繩卷型態 ， 故而因此得名 。 因爲液體繩卷很容易觀察到 ， 卻是一個變化多端又牽涉到力學與流體力學的複雜物理現象 ， 所以時常被中學或大學的物理教師當作物理學的力學討論主題 ， 以刺激年輕學生進行討論 。 曾被列入 2013年國際青年物理學家競賽 （ 臺北主辦 ） 的題目 。 繩卷現象的正式學術研究可以追溯到在1958年, 由巴恩斯 ( Barnes ) 與伍考克 ( Woodcock ) 兩人首先於 發表 『 液體繩卷效應 』 ( Liquid Rope - Coil Effect ) 一文, 他們兩人認爲 ， 雖然整體而言 ， 流體看起來是繞著一個垂直於接觸平面的軸線旋轉 ， 但是液體粒子本身其實並沒有繞著軸旋轉 。 兩人以力學的角度 ， 針對不同的變數對此一現象作系統性的討論 。 液體繩卷現象雖然常見 ， 但是其實有許多變化 ， 是個非常複雜的物理現象 。 簡單來說 ， 落下的液柱會依照流體所受的重力 、 摩擦力 （ 黏滯力 ） 、 以及慣性之間如何保持平衡 ， 而有四種變化模式 ： 黏滯模式 。 重力模式 。 單擺模式 。 慣性模式 。 一般而言 ， 對於各種低黏滯流體現象 ， 可以使用歐拉方程式進行爲人接受的物理解釋 ， 但是對於類似蜂蜜或是矽油等黏滯性大的牛頓流體而言 ， 歐拉方程式便無法對於液體繩卷現象提供清楚的解釋 ， 必須以流體力學方程式 ， 配合高階的數學知識與電腦運算來描述黏滯流體的運動 。 因此反而無法獲得一個直接而清晰的物理解釋了 。