Σκαθάρια που σφυρίζουν, ο ήχος του νερού που χύνεται, μηχανική σαΐτων – Physics World

Σκαθάρια που σφυρίζουν, ο ήχος του νερού που χύνεται, μηχανική σαΐτων – Physics World

υγρό που χύνεται από ένα στόμιο
Tea-riffic: ένας πίδακας νερού που σπάει σε σταγονίδια πριν χτυπήσει την επιφάνεια, έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ενός δυνατού ήχου (ευγενική προσφορά: Ho-Young Kim et al./APS 2023)

Τα σκαθάρια Whirligig μπορούν να φτάσουν ταχύτητες έως και ένα μέτρο το δευτερόλεπτο - ή 100 μήκη σώματος ανά δευτερόλεπτο - καθώς περνούν στο νερό. Οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα ζώα το έκαναν χρησιμοποιώντας τα πίσω πόδια τους που μοιάζουν με κουπιά για να δημιουργήσουν ώθηση «βασισμένη στην έλξη», λίγο σαν το πώς κολυμπά ένα τρωκτικό.

Για να το κάνει, ωστόσο, το σκαθάρι θα έπρεπε να κινεί τα πόδια του πιο γρήγορα από την ταχύτητα κολύμβησης, κάτι που με τη σειρά του θα απαιτούσε να πιέζει το νερό με εξωπραγματικές ταχύτητες.

Για να λύσετε αυτό το πρόβλημα bugging, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Κορνέλ χρησιμοποίησαν κάμερες υψηλής ταχύτητας να κινηματογραφήσει τις σβούρες καθώς κολυμπούσαν. Βρήκαν ότι τα σκαθάρια χρησιμοποιούν ώθηση που βασίζεται στην ανύψωση, η οποία έχει τεκμηριωθεί σε φάλαινες, δελφίνια και θαλάσσια λιοντάρια.

Η κίνηση εμπιστοσύνης είναι κάθετη στην επιφάνεια του νερού και οι ερευνητές υπολογίζουν ότι οι δυνάμεις που δημιουργούνται από το σκαθάρι με αυτόν τον τρόπο μπορούν να παράγουν τις ταχύτητες που φαίνονται στο νερό. Σύμφωνα με τον Yukun του Cornell, αυτό κάνει τα σκαθάρια στροβιλισμού «μακράν τον μικρότερο οργανισμό που χρησιμοποιεί ώθηση με βάση την ανύψωση για κολύμβηση».

Ποιοτικό αποτέλεσμα τσαγιού

Επισκεφτείτε το Μαρόκο και μπορεί να δείτε το τσάι να χύνεται από μεγάλο ύψος χωρίς να χυθεί ούτε μια σταγόνα. Ο στόχος είναι να παραχθεί ένα στρώμα αφρού πάνω από το ποτό, το οποίο όχι μόνο προσθέτει στην αισθητική γοητεία αλλά και στη γευστική εμπειρία, ενισχύοντας τα αρώματα του τσαγιού.

Παραδόξως, ωστόσο, κανείς δεν έχει μελετήσει ποτέ –μέχρι τώρα– τη φυσική του συμβαίνει καθώς ένα υγρό χύνεται σε ένα φλιτζάνι ή κούπα.

Ho-Young Kim από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σεούλ και συνεργάτες έστειλε έναν πίδακα νερού μέσα από ένα ακροφύσιο σε έναν κύλινδρο γεμάτο νερό και στη συνέχεια χρησιμοποίησε ένα υποβρύχιο μικρόφωνο για να ηχογραφήσει τους ήχους που παρήχθησαν. Απεικόνισαν επίσης τα σχέδια των φυσαλίδων που σχηματίζονται στο νερό με μια κάμερα υψηλής ταχύτητας.

Αποδεικνύεται ότι όταν ο πίδακας σπάει σε σταγονίδια –όπως συμβαίνει όταν χύνεται από μεγάλο ύψος– παράγει έναν πιο δυνατό ήχο καθώς παγιδεύονται περισσότερες φυσαλίδες αέρα στο υγρό. Για να εξασφαλιστεί ότι δεν υπάρχει ήχος, λένε οι ερευνητές, πρέπει να χύνετε από ύψος που μπορεί να απέχει μόνο μερικά εκατοστά από την επιφάνεια.

Και τέλος, επιστήμονες στην Ινδία έχουν πραγματοποιήσει προσομοιώσεις υπολογιστή της πτήσης νάιλον στρόφιγγες, οι οποίες λόγω της ανώτερης αντοχής τους έχουν γίνει ευρύτερα χρησιμοποιούμενες σε σύγκριση με αυτές που παραδοσιακά κατασκευάζονται από φτερά πάπιας.

Ανακάλυψαν ότι η πτήση των σύγχρονων νάιλον στρόφιγγων μπορεί να είναι πολύ διαφορετική από τη φτερωτή ποικιλία. Όταν χτυπηθούν με υψηλή ταχύτητα, οι νάιλον στρόφιγγες παραμορφώνονται περισσότερο, μειώνοντας την αντίσταση του αέρα και αυξάνοντας την ταχύτητα που κινούνται στον αέρα. Έτσι, ένας παίκτης στο τέρμα ενός smash σουτ θα έβρισκε πιο δύσκολο να επιστρέψει μια νάιλον κουκούλα.

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Κόσμος Φυσικής