如何完美地小便？
图片来源：psy.org
人类的文明提醒着每一个男孩子——不要随地小便！因为除了画面不太雅观以外，小便时溅起的“水花”还可能误喷到周围的人……
但是，你们以为在家里小便就干净又卫生了吗？一项实验证明，小便时溅起的水花能打湿干净的马桶圈，一些小便液滴飞到了厕纸和水池区域，甚至还能到达离马桶三十多厘米远的墙壁……有什么好办法能阻止这么尴尬的事情发生吗？
有科学家正在研究这一现象的物理特性。
他们发现，造成这一幕的主要原因有两个：一是马桶的高度，二是小便的角度。既然我们无法改变马桶的身高，那就只能改变你自己了。也就是说，减少飞溅的最好方法是改变你小便时的出射初角度。实验发现，这个角度越小越好，当这个角度为90度，也就是你垂直小便时，飞溅最为严重（当然，这似乎也没人能做到），而45度时的飞溅最少。所以，为了减少尿滴四溅，理论上大家应该尽量靠近小便池，并且放低小便的角度。
这么说来，可怜的男孩子们难道还要在小便的时候带个尺子测量角度吗？不过呢，科学家们也提出了另一种简单的方法——坐着。因为坐着也意味着更小的角度，他们发现，站着的时候，你的小便要比坐着的时候多“飞”出5倍的距离，而且，尿流穿过空气的距离越远，其被分成更多细小液滴的可能性就越大，并且还会向更多方向自由飞翔。
是坐下来静一静，还是放把尺子在马桶旁？让我们先来了解一下这背后的原因吧。
首先，为什么落入水中的尿液还会“飞”出来呢？这与液体的表面张力有关。
什么是表面张力呢？
以水为例，水的表面张力来自于水分子之间的作用力，它会尽可能地将水面维持在平整的状态。这也就是为什么当某些小虫子落到水面上，水面只会有一点点凹陷，它们还能活动自如。
但是当速度较快的小便液滴连续冲击水面时，水面就招架不住了。每个液滴射到水面上，都会形成一个小空腔，下一个液滴则可以穿过该空腔再形成一个空腔，反复撞击就相当于创造了由一串小空腔组成的大空腔。飞溅就是由该大空腔的塌陷而形成的，由于液体的表面张力，水面想赶快回到平整的状态，该空腔会迅速回缩，从而导致了一小段液柱上升，导致液体的溅起，这就是水滴撞击液体表面的流体力学。
这个过程一遍又一遍地重复，就造成了液滴的四处飞溅。
根据这个原理，想改善尿液飞溅还有另一种方法：人们发现，用于清洁小便池的清洁剂往往会降低尿液的飞溅，因为清洁剂中的表面活性剂可以减小水的表面张力。利用同一原理，你还可以来点更仪式感的：小便前，淡定地在水面上铺一张卫生纸，事实证明，这也可以大大减少液滴的飞溅。
看来，想要优雅又卫生地小便，还真不是件容易的事。
参考资料：
https://phys.org/news/2013-11-university-physicists-urine-splash-back-tactics.html
https://www.livescience.com/41107-physics-of-peeing-and-splash-back.html
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180622104736.htm
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%A0%E5%8A%9B
作者：董依明
审稿：张轩中（中国科普作家协会会员，中国物理学会会员）
