早餐谷物中漂浮着的谷片为什么会互相粘在一起并且贴近碗边？

虽然有观点认为，Rice Krispies牌的谷片和Cheerios牌的谷片掺在一起，是一个防止其被吃掉的防御性策略，但显然这不是成功的策略。一些其他力量在起作用……

所需的材料

一碗牛奶

一些以小麦或稻米为主的早餐谷片

自来水

三个聚苯乙烯塑料茶杯

要做的事情

首先是准备好问题的基本条件。倒一碗牛奶并加入你所选择的谷物麦片。不要让碗太满，而且只加入盖住牛奶表面三分之一的谷片即可。做完这些之后，要解决使用塑料杯子所涉及的物理学问题。

向第一个杯子里倒水，水面距杯口1厘米；向第二个杯子里倒满水，然后小心地再加一些水，使水的微凸表面绷在茶杯顶上，但不要让水漫出，即在表面张力的作用下水会在茶杯顶上保持一个凸起的弧形。

现在从第三个茶杯上剪下4个直径1厘米的塑料圆片，并在上面两个茶杯的中央各放两个。

会看到的现象

第一步实验中，放进碗中的早餐谷物片会成堆地聚在一起，并偏向碗边的位置而不是碗中心的位置。现在，你可以享用这些早餐谷物片了。

第二步实验中，在水不满的茶杯里漂浮的塑料片，只需一点点的触动就可移向茶杯的边缘并被留在那里。相比之下，漂浮在水面凸起的茶杯里的塑料片会留在中央位置；而且如果用一个尖锐的东西如铅笔尖，把小塑料片推向茶杯口边缘，小塑料片会受到茶杯边沿相当大的、指向茶杯中心的排斥力。

究竟发生了什么

这是由水的表面张力作用造成的。在部分充水的茶杯里，水面向上弯起与聚苯乙烯塑料茶杯侧壁相接，这是由于和水分子之间的相互吸引比较，水分子会被更强劲地吸向聚苯乙烯塑料。

第二个茶杯的水面在杯顶形成向上的凸起，是由于表面张力总是要把液体表面尽可能限制在最小的区域。这个解释还大致解释了液滴总成圆形的原因。水面同样会向上弯起与塑料片在各个方向上相接。在水和小塑料片相接的位置，表面张力会在向下和向外的方向上作用于接触点，该方向由与水相接位置的角度决定。当圆片在茶杯中央时，水在所有点位上同样向上弯曲与塑料圆片相接，所以作用在圆片一侧的拉力与作用在其正相对的另一侧的拉力刚好平衡。这样，塑料圆片被留在茶杯里液体的中央。

但是在未充满水的茶杯中，当塑料片被移向茶杯侧壁时，随着塑料片靠近茶杯侧壁，与茶杯侧壁相接的向上弯曲的水面，会把水与塑料片相接的弯曲水面降低，这使得作用在塑料片靠近茶杯侧壁一侧上的向外拉力增加，结果产生了指向茶杯侧壁的净作用力。因此，如果茶杯里的水不满，塑料圆片将离开茶杯中心位置并停在杯子边上，这和盛满水的茶杯中的塑料圆片是不同的。

这个效应解释了碗中牛奶表面那些谷物片聚成堆的原因，以及水塘和湖水中树叶和树枝的类似状况。（后者应该主要是风吹动的结果。——译者）