Para Ilmuwan Menurunkan Titisan Air, Menggambarkan Apa Yang Menggerakkan 'Magical' Behavior

Pin
Send
Share
Send

Walaupun ahli fizik menggunakan eksperimen yang besar dan mahal untuk mendedahkan gelombang graviti yang besar dan hadraya kecil, mereka masih dapat menjawab soalan mengenai perkara biasa. Sebagai contoh - Mengapakah titisan susu sejuk melantun di permukaan kopi panas sebelum tenggelam? Mengapa sfera-sfera air skitter merentasi permukaan kolam di dalam hujan?

Satu pasukan penyelidik di Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah buat pertama kalinya mengamati dan menggambarkan kekuatan yang menyebabkan penurunan cecair untuk melonjak di atas permukaan takungan yang lebih besar.

Inilah cara ia berfungsi.

Apabila hujan runtuh ke permukaan genangan, penyelidik mendapati, enjin berkembar menendang. Perlanggaran menyebabkan arus kecil berputar di dalam tetesan dan di bawah permukaan genangan. Jika anda dapat melihat ke dalam titisan, anda akan melihat air bergegas ke bawah di sepanjang tepi di dalam drop dan kemudian memanjat kembali ke pusat, penyelidikan baru dijumpai.

Pergerakan berputar di dalam titisan, tidak kelihatan dalam keadaan yang paling, mewujudkan daya yang mencukupi untuk menarik udara di sekeliling titisan. Udara terbentuk ke dalam aliran angin yang nipis, cepat yang mengalir di bawah setitik, memegang lebar rambut di atas permukaan, menurut penemuan baru.

Angka dari kertas menunjukkan bagaimana air berputar dalam lingkaran dalam titisan dan di bawah permukaan kolam, menarik udara kusyen. (Kredit imej: Jurnal Mekanik Fluida)

Para penyelidik mendapati, bagaimanapun, bahawa enjin tersebut - di dalam tetesan dan di bawah permukaan cecair - tidak berputar pada mereka sendiri. Perbezaan haba antara penurunan dan cecair yang memberi impak mendorong putaran dan levitasi. Sebaik sahaja hujan mengering atau menyejukkan ke suhu lopak - proses yang dipacu oleh enjin berputar yang boleh mengambil masa mana saja dari milidetik hingga beberapa saat - ia akan terhempas melalui karpet sihir udara dan hilang ke dalam genangan, kajian itu menunjukkan.

Penyelidik MIT menjelaskan cara mengira perbezaan minimum haba untuk levitation berlaku dalam mana-mana cecair yang diberikan. Sekiranya perbezaannya lebih besar daripada yang minimum, mereka mendapati bahawa titisan levitates lebih lama. Mana-mana yang lebih pendek, dan drop tidak akan berlaku sama sekali.

Melalui beberapa persediaan eksperimen yang bijak dan bantuan kamera berkelajuan tinggi, para penyelidik dapat membuat beberapa video indah mengenai enjin levitasi dalam tindakan. Para saintis bercampur-campur beberapa serpih titanium dioksida berkilat ke dalam minyak, kemudian disematkan setitik minyak itu terhadap permukaan kolam yang lebih besar dengan jarum suntik. Mereka menyatukan kejatuhan dengan LED yang terang, dan titanium dioksida menyala ketika ia berputar di arus berputar, mengikuti jalan enjin.

Penulis menerbitkan sebuah kertas yang menggambarkan penemuan pada 8 Nov dalam Journal of Fluid Mechanics.

Pin
Send
Share
Send