Susende hvirvlende biller, lyden af ​​hældende vand, fjerboldmekanik – Physics World

Susende hvirvlende biller, lyden af ​​hældende vand, fjerboldmekanik – Physics World

Tidsstempel: 12. januar 2024 kl. 10

væske, der hælder fra en tud
Tea-riffic: en vandstråle, der bryder i dråber, før den rammer overfladen, resulterer i en høj lyd, der produceres (med høflighed: Ho-Young Kim et al./APS 2023)

Whirligig biller kan nå hastigheder på op til en meter i sekundet - eller 100 kropslængder i sekundet - når de går hen over vandet. Forskere troede, at dyrene gjorde dette ved at bruge deres årelignende bagben til at generere "trækbaseret" stød, lidt ligesom hvordan en gnaver svømmer.

For at gøre det ville billen dog være nødt til at bevæge benene hurtigere end dens svømmehastighed, hvilket igen ville kræve at skubbe mod vandet med urealistiske hastigheder.

For at løse dette fejlproblem, forskere ved Cornell University har brugt højhastighedskameraer at filme hvirvlerne, mens de svømmede. De fandt ud af, at billerne i stedet bruger lift-baseret fremdrift, hvilket er blevet dokumenteret hos hvaler, delfiner og søløver.

Den tillidsfulde bevægelse er vinkelret på vandoverfladen, og forskerne beregner, at de kræfter, som billen genererer på denne måde, kan producere de hastigheder, der ses i vandet. Ifølge Cornell's Yukun gør det hvirvlende biller til "langt den mindste organisme, der bruger liftbaseret tryk til svømning".

Resultat af kvali-te

Besøg Marokko, og du vil måske se te blive skænket fra stor højde, uden at en eneste dråbe spildes. Målet er at producere et lag skum oven på drinken, som ikke kun bidrager til den æstetiske appel, men også til smagsoplevelsen, hvilket forstærker teens aromaer.

Overraskende nok har ingen dog nogensinde - indtil nu - studeret fysikken i det, der sker, når en væske hældes i en kop eller et krus.

Ho-Young Kim fra Seoul National University og kolleger sendte en vandstråle gennem en dyse på en vandfyldt cylinder og brugte derefter en undervandsmikrofon til at optage de lyde, der blev produceret. De afbildede også mønstrene af bobler dannet i vandet med et højhastighedskamera.

Det viser sig, at når strålen bryder i dråber - som det sker, når den hældes fra stor højde - frembringer den en højere lyd, da flere luftbobler fanges i væsken. For at garantere ingen lyd, siger forskerne, skal du hælde fra en højde, der måske kun er et par centimeter fra overfladen.

Og endelig, videnskabsmænd i Indien har udført computersimuleringer af nylonfjerboldens flyvning, som på grund af deres overlegne holdbarhed er blevet mere udbredt sammenlignet med dem, der traditionelt er lavet af andefjer.

De fandt ud af, at flyvningen af ​​moderne nylonfjerbolde kan være meget anderledes end den fjerklædte variant. Når de bliver ramt med høj hastighed, deformeres nylonfjerboldene mere, hvilket sænker deres luftmodstand og øger hastigheden, de bevæger sig gennem luften. Så en spiller på den modtagende ende af et smash shot ville finde en nylonfjerbold sværere at returnere.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden