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，只要把盖子轻轻放在瓶口，瓶盖就会自己旋转拧紧，不再需要手动拧瓶盖。
这种神奇现象在各种社交平台都获得了不少关注自动拧盖真的如此丝滑吗？它究竟是什么原理？我决定找来这款果酱瓶亲自验证一下。
自动拧盖，亲测有效
实际测试显示，网络上提到的这款果酱瓶确实经常会出现自动拧盖的现象。
只要把瓶盖轻轻放在瓶口，盖子就有很大概率可以自动向下旋转。不过，这种现象并不是每次放置时必定会出现，而且自动旋转并不能真的把盖子完全拧紧。
只要把瓶盖放在瓶口上，盖子就有很大概率可以自动旋转 | 作者拍摄同时，我也找来了其他四个同类的玻璃罐头瓶作为对照组，这些瓶子的瓶盖无法自动向下旋转。这至少说明，玻璃罐头瓶盖自动旋转并不是普遍现象。
作为对照组的玻璃罐头瓶 | 作者拍摄并非巧妙设计
自动旋盖的瓶子看起来似乎是一种巧妙的便利设计——然而，它其实并不是。
在 2022 年时，日本网站“まいどなニュース”就报道了这种现象，并就此采访了果酱的生产厂家。对方明确表示，盖子的自动旋转“并不是有意设计的功能”，他们也不清楚这种现象为何出现。厂家建议消费者依然要用手拧紧瓶子，并把开封后的果酱放进冰箱保存。
厂家：我什么都不知道 | まいどなニュース通过实际体验也可以感受到，果酱盖子的自动旋转没有多少方便之处。只靠自动旋转不能完全拧紧瓶盖，无法形成密封，因此对保存果酱不利。如果用手提瓶盖，没有完全拧紧的瓶身也可能会滑脱，和完全不拧瓶盖相比，这样反而更容易把玻璃瓶身摔碎。
由此看来，瓶盖自动旋转只是一种意外出现的现象。它虽然有趣，但并没有什么实用价值。
到底是什么原理？
那么，这种现象到底是什么原理呢？答案其实就在瓶口的螺纹上。
通过观察可以发现，能够自动拧盖的果酱瓶和对照组最大的差别在于螺纹的倾斜角度：前者的螺纹倾斜角度更大，而后者更平缓。瓶盖的自动旋转，应该就是由瓶口螺纹更大的倾斜角度导致的。
自动拧盖果酱瓶（左）与相同直径的对照组瓶子（右）对比。前者的瓶口有 6 条螺纹，看起来坡度更陡；后者的瓶口有4条螺纹，坡度更平缓。| 作者拍摄
更准确地说，自动拧盖果酱瓶的螺纹似乎由三段斜率不同的部分组成。经过粗略的测量发现，螺纹头尾两段的倾斜角度都在 10° 以上，而中间的一段坡度较平缓，倾斜角度约为 6.5°。
自动拧盖果酱瓶的瓶口螺纹看起来由三段斜率不同的部分组成 | 作者拍摄而对照组瓶子的螺纹整体看起来都比较平缓，各部分倾斜角度没有明显差异。它们的螺纹倾斜角度普遍在 5°~6° 左右。
斜坡滑块问题
我们可以用物理题中常见的斜坡滑块来理解这一过程。瓶盖的“自动旋转”，其实本质上是瓶盖在重力作用下，克服摩擦力沿着螺纹构成的“斜坡”向下滑动的过程。
瓶盖向下旋转的过程可以近似理解为沿着斜坡向下滑动 | Wikipedia斜坡上的物体有时会下滑，有时会原地不动，造成这种不同的关键是摩擦系数和斜坡的角度。加大斜坡角度会让重力在斜坡方向的分力增大，同时会导致物体对斜坡施加的压力减少，进而导致静摩擦力可达到的最大值变小。当角度大到一定程度后，摩擦力再也不足以抵消下滑的动力，瓶盖自然就会向下滑动并旋转起来。
Aohata 果酱瓶的“自动拧盖”现象并不是每次放瓶盖都会出现，这应该与瓶口螺纹的三段斜率有关。在斜坡较陡的头尾部分，倾斜角度超出了临界值，可以让瓶盖下滑；而螺纹中间一段的坡度比较平缓，这里可能不足以让瓶盖自行滑动。
果酱瓶盖与螺纹斜坡接触的位置是瓶盖下方的小凸起（如下图所示），我给这些凸起位置加上了标记，然后把它放在螺纹的不同位置进行了验证。
瓶盖下方的小凸起是瓶盖与螺纹斜坡的接触点 | 作者拍摄正如预期，把接触点放置在螺纹的陡坡处时，很容易就可以让瓶盖自动下滑。
作者拍摄而如果把接触点放在中段的缓坡处，就可以让瓶盖停在原地不发生滑动。
作者拍摄至此，果酱瓶自动拧盖的谜团已经解开。虽然这并没有什么用，但我们还是要感谢它帮我们复习了一些物理知识。
参考文献
[1] https://maidonanews.jp/article/14570579
[2] https://www.youtube.com/shorts/s_1C6pIW4zc
[3] https://thesmartlocal.jp/self-closing-jam-jars/
