Mokslininkai levitavo vandens lašus, išsiaiškino, kas skatina „stebuklingą“ elgesį

Pin
Send
Share
Send

Net kai fizikai naudoja didelius, brangius eksperimentus didžiulėms gravitacinėms bangoms ir mažiems hadronams atskleisti, jie vis tiek gali atsakyti į klausimus apie visiškai kasdienišką. Pvz. - Kodėl šalto pieno lašeliai atšoko ant karštos kavos paviršiaus prieš nugrimzdami? Kodėl lietaus metu aštuoniasdešimt vandens sferų sklinda per baseino paviršių?

Masačusetso technologijos instituto (MIT) tyrėjų komanda pirmą kartą stebėjo ir aprašė jėgas, dėl kurių skysčio lašai lekia virš didesnių rezervuarų paviršiaus.

Štai kaip tai veikia.

Kai lietaus lašas užkrinta ant pudros paviršiaus, tyrėjai nustatė, kad dvyniai varikliai įsivėlė. Dėl susidūrimo mažos srovės sukasi aplink lašelio vidų, taip pat po pudros paviršiumi. Jei galėtumėte pažvelgti į lašą, pamatytumėte, kad vanduo lašas briaunoja žemyn lašo viduje, o paskui lipo atgal centro link, rastas naujas tyrimas.

Tas sukimosi judesys lašelio viduje, nematomas daugeliu atvejų, sukuria pakankamai jėgos, kad pritrauktų lašą supantį orą. Remiantis naujais atradimais, oras formuojasi į ploną, greitą vėjo srautą, kuris teka po lašu, laikydamas plaukų ilgį virš paviršiaus.

Paveikslėlis iš popieriaus rodo, kaip vanduo sukasi ratu lašelyje ir po baseino paviršiumi, pritraukdamas oro pagalvę. (Vaizdo kreditas: „Journal of Fluid Mechanics“)

Tačiau tyrėjai nustatė, kad tie varikliai - lašelio viduje ir po skysčio paviršiumi - patys nesisuka. Šilumos skirtumai tarp lašo ir skysčio, kurį jis veikia, skatina sukimąsi ir levitaciją. Kai lietaus lašas sušils arba atvės iki pudros temperatūros - procesą, kurį pagreitina tie besisukantys varikliai, kurie gali trukti nuo milisekundžių iki sekundžių, jis sudužs per stebuklingą oro kilimėlį ir išnyks į pudrą, parodė tyrimas.

MIT tyrėjai išsiaiškino, kaip apskaičiuoti minimalų šilumos skirtumą, kad levitacija galėtų atsirasti bet kuriame skystyje. Jei skirtumas yra didesnis nei tas minimumas, jie nustatė, kad lašelis levitavo ilgiau. Bet kuris trumpesnis, o lašas visai neatsiras.

Naudodamiesi protingais eksperimentiniais nustatymais ir greitaeigių kamerų pagalba, tyrėjai sugebėjo padaryti keletą gražių vaizdo įrašų apie veikiančius levitacijos variklius. Mokslininkai į aliejų įmaišė keletą blizgančių titano dioksido dribsnių, tada švirkštu pripylė lašą to aliejaus prie didesnio baseino paviršiaus. Jie apšvietė lašą ryškiu šviesos diodu, o titano dioksidas įsižiebė, sukdamasis kietėjančiose srovėse, eidamas variklių keliu.

Autoriai lapkričio 8 d. Leidinyje „Fluid Mechanics“ paskelbė atradimą apibūdinantį dokumentą.

Pin
Send
Share
Send