在許多人眼里，女生的力氣真是個謎。還記得高中同桌每次擰不開瓶蓋，都要找我幫忙。我每幫她一回，都要嘲笑她一番。但有一天，班級活動買了幾個西瓜，大家苦惱沒買水果刀時，她卻一掌劈開了西瓜，留下當場震驚的我們和一個大力金剛掌的美名。在生活中，你是否也遇到過類似的情況？女生是真的因為力氣小才擰不開瓶蓋嗎？那她為啥又能徒手劈開西瓜呢？難道說她對我有意思，才故意打不開瓶蓋來接近我嗎？醒醒，別做美夢了！今天就來聊聊這一魔幻反差背后的原因。
總是擰不開瓶蓋的傷，你體會過嗎？圖源：微信公眾號@環球物理
01瓶蓋的密封原理
首先，我們來拆解一下瓶蓋，可以看到，瓶蓋上有蓋頂、密封墊、螺紋、連接橋和防盜圈等主要部分。飲料出廠時，瓶蓋和防盜圈之間會通過一排叫做連接橋的結構相連。一旦瓶蓋被擰開，連接橋就會斷掉。通過它，我們可以判斷飲料是否被打開過。
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當我們旋上瓶蓋時，瓶蓋的螺紋和瓶口的螺紋會相互配合，使瓶口逐漸深入瓶蓋內。旋緊瓶蓋后，螺紋和螺紋之間會產生一定的接觸壓力，使瓶口和密封墊緊密貼合。
切開一個瓶蓋，看看里面長啥樣圖源：微信公眾號@科普青島
瓶口和瓶蓋之間的相互擠壓和連接橋的結構設計，保證了瓶蓋良好的密閉性能，但也成了擰瓶蓋時的阻礙。
02女生擰瓶蓋到底有多難？
想要擰開瓶蓋，首先需要克服這些擠壓表面之間的摩擦力。瓶口和瓶蓋之間的接觸壓力越大，它們之間的摩擦力也就越大。其次，還需要施加額外的力，來扯斷所有的連接橋。
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為了衡量擰瓶蓋的難易程度，業界使用了一個叫做松開扭矩的指標。通俗地說：扭矩等于手指在瓶蓋切向上施加的力乘以瓶蓋的直徑。每種飲料的瓶蓋都有自己的松開扭矩，當外界施加的扭矩大于松開扭矩時，瓶蓋才能被擰開。
通過這個示意圖簡單理解扭矩的概念，F是手指在瓶蓋切向上施加的力，d是瓶蓋直徑
圖源：作者繪制
以可口可樂為例，它的松開扭矩在1.09到1.31 N*m之間。有研究顯示，將近一半的女性無法擰開可口可樂的瓶蓋[1]。
不同飲料瓶蓋的松開力矩 圖源：參考文獻[1]
除了手掌力氣小之外，疼痛感也是部分女生打不開瓶蓋的原因。瓶蓋外側都會有一條條豎著的條紋——叫做防滑紋，它們可以增加手指和瓶蓋間的摩擦力，防止手指在發力時打滑，但這些凹凸不平的紋路會使手指在擰瓶蓋時產生疼痛感。
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研究發現，女性每平方厘米的皮膚內，含有的神經纖維是男性的兩倍，所以相比于男性，女性在擰瓶蓋時的疼痛會更加強烈[2]。此外，許多女性經常涂護手霜，皮膚上的角質層少，光滑的手指容易在瓶蓋上打滑，進一步增加了擰瓶蓋的難度。
03徒手劈西瓜的奧妙
徒手劈西瓜，聽起來好像和徒手劈磚頭、徒手開榴蓮一樣，都屬于猛男行為。為什么有些女生連瓶蓋都擰不開，卻能徒手劈開西瓜呢？這其實和西瓜的生長特點有關。在西瓜成熟過程中，瓜瓤的膨大速度遠遠要快于瓜皮，這導致瓜皮一直被瓜瓤撐著，瓜瓤一直被瓜皮束縛著；瓜皮中存在拉力，瓜瓤中存在壓力。一個成熟的西瓜即便沒有受到任何外力作用，它的內部也存在拉力和壓力的自我平衡，這種現象被稱為內應力平衡。
西瓜中存在內應力平衡，瓜皮被撐著而受拉，而瓜瓤被束縛而受壓
圖源：作者繪制
一些品種的西瓜，成熟后的內應力會特別大，它就像一個充滿氣的氣球，處在爆裂的邊緣。這時如果施加一點外力，比如拍一巴掌，或者指頭彈一下，就會讓西瓜皮中產生肉眼難以察覺的小裂紋。小裂紋將破壞內應力的平衡，就仿佛氣球被針戳了一下，這些小裂紋會迅速擴展，發展為貫穿瓜皮的大裂紋，使西瓜炸開。
可以用針扎氣球來類比徒手開西瓜的過程 圖源：bilibili@The_Maker
這個過程不需要太大的力去觸發，所以哪怕是沒什么力氣的女生也能將西瓜拍開。甚至有些非常成熟的西瓜，因為內應力過大，在瓜地里就已經自己炸開了。
這種一彈就炸的西瓜簡直就是西瓜中的極品 圖源：bilibili@產地星球
當然，不是所有的西瓜都這么容易被徒手拍開。一碰就裂的西瓜，一般都是皮薄、汁水多、瓜瓤飽滿的，這可以用帕斯卡定律來解釋。帕斯卡定律講的是，加在密閉液體中一處的壓強，能夠大小不變地向液體的各個方向傳遞。也就是說，假如西瓜內部充滿了水分，拍擊局部區域產生的壓強能夠迅速傳遞到整個西瓜上，然后尋找到西瓜中最脆弱的部分，在那里形成開裂。如果是水分不多且內部有空洞的西瓜，比如一些沙瓤瓜，壓強的傳遞可能被削弱甚至阻斷，這就不太容易徒手拍開了。
04擰不開瓶蓋，你可以這么做
最后，給大家支點擰瓶蓋的小技巧。首先，可以隔著衣服擰。這樣可以增加手和瓶蓋之間的摩擦力，防止打滑，也可以避免手指與瓶蓋上的防滑紋直接接觸，減少痛感。其次，像可樂這類含氣的飲料，瓶中的氣會頂著瓶蓋，使瓶蓋和瓶口間的擠壓更嚴重，因此在擰開時需要克服更大的摩擦力。大家可以給瓶蓋一點向下壓的力，再擰就能輕松一些。如果你想要打開的是玻璃瓶裝的罐頭，也可以先拍拍瓶子底部再擰蓋子。
當然，如果你骨骼精奇，是個武學奇才，也可以用一個優雅的回旋踢來開瓶蓋~
參考文獻
[1] 王北海,翁春萌.成年女性螺紋瓶蓋開啟能力研究[J]. 包裝工程, 2008, (07):102-103+106.
[2] 騰訊醫典, 2023, 男女身體的8大天壤之別，看完竟然有點感動……
策劃&編輯：小叮當
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