不用动手，瓶盖竟然会自动拧紧，这究竟是什么原理？
当我在网上闲逛的时候，我发现了一些非常有趣的短片，它们展示了一种可以自动拧盖的“奇妙果酱”。
果酱瓶的盖子竟然会自动拧上？| ktzwcrrk
这种果酱来自日本品牌“Aohata"，据说它的瓶子设计很特别，只要把盖子轻轻地放在瓶口，瓶盖就会自行旋转拧紧，不再需要手动拧紧瓶盖。
这一神奇现象在各种社交平台上引起了不少关注。
自动拧盖真的那么光滑吗？这到底是什么原理？我要找这个果酱瓶亲自验证一下。
自动拧盖，亲测有效
实际测试表明，网上提到这款果酱瓶确实经常出现自动拧盖现象。
只需将瓶盖轻轻放入瓶口，盖子就能自动向下旋转的可能性很大。但是，这种情况并不是每次放置都会发生，而且自动旋转并不能真正完全拧紧盖子。。
只需将瓶盖放在瓶口上，盖子就有可能自动旋转。 | 作者拍摄
与此同时，我还找到了其他四个类似的玻璃罐头瓶作为对照组，这些瓶子的瓶盖不能自动向下旋转。这至少说明自动旋转玻璃罐头瓶盖并不常见。
作为对照组玻璃罐头瓶 | 作者拍摄
并非巧妙的设计
看起来自动旋盖的瓶子是一种巧妙的方便设计——但实际上并非如此。
到2022年，日本网站“まいどなニュース”报道了这一情况，并对果酱制造商进行了采访。对方明确表示，盖子的自动旋转“并非有意设计的功能”，它们也不清楚为什么会出现这种情况。制造商建议消费者仍然要用手拧紧瓶子，并将开封后的果酱放入冰箱储存。
制造商：我什么都不知道。 | まいどなニュース
从实际体验中也可以感觉到，果酱盖的自动旋转并不方便。。仅靠自动旋转不能完全拧紧瓶盖，也不能形成密封，不利于果酱的储存。如果使用便携式瓶盖，没有完全拧紧的瓶体可能会脱位。相比完全不拧瓶盖，玻璃瓶更容易碎。
从这个角度来看，瓶盖自动旋转只是一个意想不到的情况。尽管很有趣，但是没有什么实用价值。
到底是什么原理？
所以，这到底是什么原理呢？答案实际上是在瓶口的螺纹上。
通过观察可以发现，能自动拧盖的果酱瓶与对照组最大的区别在于螺纹的倾斜角度：前一种螺纹倾斜角度较大，后一种螺纹倾斜角度较大。。瓶盖的自动旋转，应该是由于瓶口螺纹倾斜角度较大所致。
自动拧盖果酱瓶(左)与直径相同的瓶(右)进行比较。前者的瓶口有6个螺纹，看起来更陡；后者的瓶口有4个螺纹，坡度更平缓。| 作者拍摄
更加准确地说，自动拧盖果酱瓶的螺纹似乎由三个斜率不同的部分组成。经粗略测量发现，螺纹首尾两段的倾斜角度均为10。°上述，中间的坡度比较平缓，倾斜角约为6.5。°。
果酱瓶自动拧盖的瓶口螺纹看起来由三段斜率的不同部分组成 | 作者拍摄
但是对照组瓶子的螺纹整体看起来比较平缓，各个部分的倾斜角度没有明显的区别。他们的螺纹倾斜角度基本在5。°~6°左右。
陡坡滚轮问题
在物理问题中，我们可以用陡坡滚轮来理解这个过程。其实瓶盖的“自动旋转”本质上是克服摩擦力沿着螺纹形成的“陡坡”向下滑动的过程，在重力的作用下。。
瓶盖向下旋转的过程可以理解为沿陡坡向下滑动。 | Wikipedia
斜坡上的物体有时会下降，有时还会原地不动，造成这种差异的关键在于摩擦阻力和陡坡的角度。。增加陡坡视角会增加陡坡角重力的分力，同时降低物体对陡坡的压力，从而降低静摩擦力可以达到的最大值。当视角达到一定程度时，摩擦力不足以抵消下降的动力，瓶盖自然会向下滑动并旋转。
不是每次放瓶盖都会出现Aohata果酱瓶的“自动拧盖”现象，这应该与瓶口螺纹的三段斜率有关。。在陡坡的首尾部分，倾斜角度超过临界点，可以使瓶盖下滑；但是螺纹中间部分的坡度比较平缓，可能不足以让瓶盖自己滚动。
果酱瓶盖与螺纹陡坡接触的位置是瓶盖下方的一个小凸起(如图)，标记了这些凸起的位置，然后放在螺纹的不同位置进行验证。
瓶盖下的小凸起是瓶盖与螺纹陡坡的接触点。 | 作者拍摄
正如预期的那样，将接触点放在螺纹的斜坡上，很容易使瓶盖自动下降。
作者拍摄
而且如果把接触点放在中间的缓坡上，瓶盖就可以停在原地不滚动。
作者拍摄
到目前为止，果酱瓶自动拧盖的问题已经解开。虽然这没用，但我们还是要感谢它帮助我们复习一些物理知识。（
参考文献
[1] https://maidonanews.jp/article/14570579
[2]https://www.youtube.com/shorts/s1C6pIW4zc
[3]https://thesmartlocal.jp/self-closing-jam-jars/
本文来源于微信微信官方账号“果核”（ID：作者：窗敲雨，编辑：Guokr42：Luna，36氪经授权发布。
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