Фото: cornell.edu
Вода в пляшці повинна бути негазованою
Фізики з'ясували, що трюк з відбиванням дна пляшки за допомогою удару по її горлечку пов'язаний з кавітаційним "закипанням" води через прискорення.
Автори дослідження, Девід Дейлі та його колеги з університету Брігема Янга (штат Юта, США) беруть участь у щорічному конкурсі Gallery of Fluid Motion на yfqкращі відеоролики і знімки рухомої рідини, зроблені в ході тих чи інших наукових досліджень.
На цей раз науковців зацікавив фокус, який часто демонструють на вечірках, коли від удару відкритою долонею по горлечку заповненої водою пляшки відлітає її дно.
Спочатку фізики провели сповільнену зйомку трюку, потім, скориставшись акселерометром, закріпленому на дні пляшки, виміряли прискорення.
Отримані дані подемонстрували, що сам по собі удар по горлечку не може пошкодити пляшку - тара залишалася цілою, якщо при ударі в ній не було води.
Однак якщо пляшка була заповнена водою, удар приводив до появи безлічі бульбашок біля її дна. Це так звані кавітаційні бульбашки - вони виникають при різкому зниженні тиску в рідині. Потім тиск відновлювалося і бульбашки лускають - приблизно в 10 разів швидше, ніж зароджувалися, що і призводило до появи тріщини і "відколювання" дна.
Всі ці деталі фізики були спостережені завдяки сповільненій відео зйомці. Крім того дані акселерометра показували, що дно пляшки відколюється дещо пізніше від удару долонею - тбто тоді, коли процес кавітації набирає силу.
За словами науковців, цей фокус неможливо виконати з газованою водою, бо бульбашки заповняться вуглекислим газом і не будуть лускатися.
Зазначимо, раніше фізики
встановили, що причиною розпліскування рідини при коливанні в посудині є флуктуації в періодичності індуктивних коливань.
Науковці розглядали людину, що несе чашку з кавою як систему з вимушеними коливаннями і побудували математичну модель. У ній ходьба викликала коливання кави в чашці. Резонансні частоти коливання кави в циліндричній посудині залежали від діаметра посудини і висоти кави.