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爆炸吧知识
昨天，超模君我正在思考人生，八岁的表妹突然提着一瓶矿泉水站在了我的面前。
她可怜兮兮的说：“我想喝水，但是拧不开”。
我：“........."
超模君我明明亲眼见过她一口气拧开过大瓶可乐！
我用缓慢的动作帮她拧开，她的表情也渐渐发生变化，在瓶盖与瓶身分离后，她叉腰大笑：“看来撒娇真的有用啊！”
这小破孩不会是看了那部电影吧？
电影《撒娇女人最好命》
可不能让这孩子小小年纪就学台妹发嗲！
要是下次再中计，那超模君聪明睿智的人设在她面前还怎么立得住？但她下次要是真的拧不开，我又不帮她的话.......
话又说回来，那些拧不开瓶盖的女生是真的拧不开吗？作为一名严谨的理工男,当然要用科学的方法来解决问题。
在知网上经过一番查找，还真被超模君找到了两篇论文。
研读完论文之后，超模君忍不住就想要和大家探讨探讨。
瓶子是怎么打开的？
根据超模君的观察，目前市面上常见的是PET塑料瓶，这类瓶子便宜又结实，还可以变着花样生产出不同形状，比如它们可以长这样：
常见的瓶盖口径分别为28mm、30mm、38mm，它们长这样：
一个成功密封、没有被打开过的水瓶都有一个连桥，它的位置在这里：
我们想要打开一瓶水，最大的困难其实就是要拧断瓶盖下面的连桥。
对付它，别说女生，有时候连常年锻炼的运动员也会打不开。
盖子的摩擦力
可对厂商来说，水瓶盖主要是用来密封的，它要是太容易被打开，那就是不合格。所以瓶盖不但不能被轻易打开，最好还要保证在比较长的时间内一直很紧。
在论文《成年女性螺纹瓶盖开启能力研究》中，超模君找到了研究人员对市面上常见的PET塑料瓶螺纹盖的测量数据。
表格中出现的力矩又叫做「扭矩」，也就是我们拧东西使的力气，力气越大扭矩值就越大。
扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。在这里是指开启封装的防盗盖时，所需的最大力矩，单位为牛米（N·m）。
这一看，超模君终于明白了，怪不得可口可乐开起来那么费劲，拧的最紧的就是它了！
都是可乐，大家将就看
只拧紧瓶盖就行了吗？哪有这么简单。对于饮料厂商来说，假如它紧了一周就松了，饮料悄悄流了出来，这生意可就没法做了。所以厂家不仅要把瓶盖拧的够紧，还要它紧的够久。
于是超模君又找来了另一组数据。
超模君比较之后发现，统一还真是懂我们的心，不仅瓶盖好拧开，紧密度的保持时间也不短。要是所有饮料都这么好打开，估计会多出好些能自己打开瓶盖的小姐姐。
女生的力量
我们想要打开一瓶水，握力大小也是能不能拧开瓶盖的关键。
通常来说，女生的力气是比男生的力气小的.......
别激动！这话可不是超模君胡说的！
为了确认是不是真的，超模君特意去找了专门研究成年人握力的数据，根据美国权威部门的一份国家健康与营养调查报告：
蓝色线代表男性，绿色线代表女性，横坐标代表年龄，纵坐标代表综合握力（单位/千克）
看吧，超模君没有说错，女生的力气真的比男生弱。
也就是说，女生拧不开瓶盖不仅因为瓶盖拧的太紧了，还因为自己的力气确实小。
当然，肯定有一些女生天生力气大，她们即使和男生掰手腕也没在怕的。输了的男同胞不要难过，这种机率也不是谁都能遇见的，遇见了就当作是幸运。
画面中的女生说她有一双大手,而一般来说，手大的人比手小的人劲大。
机智的超模君马上想到，假如用同样一双手，分别拧大瓶盖和小瓶盖，拧大瓶盖所需要的力气有没有可能比拧小瓶盖需要的力气要大？
还真有！有研究人员从不同省份找了150名女性专门做了测试，结果发现，明明是同一双手，拧的是同一个品牌的瓶盖，获得的数据明显不同。
可以看出，随着瓶盖变大，女生要想打开瓶盖，就不得不跟着加大自己的力气，但是女生力气增加的幅度小于瓶盖半径的增长幅度。
这就意味着，即使我们眼睁睁看到了一个女生用手拧开了瓶盖直径28mm的农夫山泉，她也有可能真的拧不开瓶盖直径38mm的脉动。
当然，有些力气大一点的小姐姐可以假装柔弱，但是数学不会欺骗我们。
假设一个女生拿的是农夫山泉的饮用水，超模君找到它「松开力矩」的最大值，可以发现，想要打开农夫山泉，她需要的扭矩是 1.24N·m。
再根据成年女性扭力矩可知，她是有接近50%的概率拧不开盖子的。
所以说，女生还是真的可能拧不开瓶盖的！！！
回想起表妹一口气拧开大瓶可乐的那一幕，八岁的她瞬间令超模君刮目相看！
瓶盖问题可以解决
对厂商来说，瓶盖难拧不是一个秘密，真把顾客当作上帝的公司肯定早就注意到了这个问题。可是相对于让我们轻松拧开瓶盖，更重要的是让瓶子不漏。
那怎么办呢？
超模君发现这些饮料厂商其实也在想办法。
比如李奥贝纳广告公司为可口可乐设计了一款“社交瓶”，必须要两个瓶盖对接，扭扭瓶身才能打开。
可它也有一个问题，假如超模君就想一个人静静喝瓶可乐，难道还要买两瓶吗？
又比如小茗同学的双层瓶盖，大盖内边一圈有着和小内盖外圈一样的齿轮，两个盖子套在一起。
大盖带动小盖，增大了开启瓶盖的摩擦力，类似于这样：
我们生活中也常用到这个原理，比如在不好拧开的盖子上垫一块毛巾，或者这样：
不过目前市面上大部分矿泉水瓶还是一如既往的难拧开，但是一些聪明人看到了市场需求，发明了一些专门帮女生开瓶盖的物理外挂。
好比这款多功能开瓶器，不需要我们用手去拧，只要把瓶盖卡进V槽，借助锯齿增大开盖的摩擦力，微微一转，瓶盖轻松开启。
当然，这些改进还是有些麻烦，但问题可以激发创意，未来可能会出现我们目前意想不到的更多方法。
仿人机器人阿莫西展示拧瓶盖
写在最后
小小的一个瓶盖，拧开它却充满着无限可能性。因为科学原理就是从生活中抽象出来的，只要我们跟着它的方向走，不怕你脑洞大，就算是异想天开也没关系。
话不多说，超模君要接着攀登知识的高峰了。
作者简介：超模君，数学教育与生活自媒体博主，新晋理工科奶爸。出版过《芥子须弥 · 大科学家的小故事》；《数学之旅·闪耀人类的54个数学家》。后续数学文化创意多多，欢迎关注认识！
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