Wetenschappers Laten Waterdruppels Zweven, Ontdekken Wat Het 'Magische' Gedrag Van Een Schijf Is

{h1}

Woosh.

Zelfs als fysici grote, dure experimenten gebruiken om enorme zwaartekrachtsgolven en kleine hadronen te ontdekken, kunnen ze nog steeds vragen beantwoorden over het door en door mondaine. Bijvoorbeeld: waarom stuiten druppels koude melk op het oppervlak van warme koffie voordat ze zinken? Waarom slingeren er waterige watertjes over de oppervlakte van een zwembad in de regen?

Een team van onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft voor het eerst de krachten waargenomen en beschreven die ervoor zorgen dat druppels vloeistof boven het oppervlak van grotere reservoirs zweven. [Liquid Sculptures: Dazzling Photographs of Falling Water]

Dit is hoe het werkt.

Wanneer een regendruppel neerstort tegen de oppervlakte van een plas, constateren de onderzoekers, komen er dubbele motoren aan. De botsing zorgt ervoor dat kleine stromen ronddraaien in de druppel en onder het oppervlak van de plas. Als je in de druppel zou kunnen kijken, zou je water langs de randen in de druppel naar beneden zien rennen en dan omhoog klimmen naar het midden, het nieuwe onderzoek gevonden.

Die draaiende beweging in de druppel, onzichtbaar onder de meeste omstandigheden, creëert voldoende kracht om aan de lucht rond de druppel te trekken. De lucht vormt zich in een dunne, snelle stroom van wind die onder de druppel stroomt en die een haarbreedte boven het oppervlak houdt, volgens de nieuwe bevindingen.

Een figuur uit het papier laat zien hoe water in cirkels in de druppel en onder het oppervlak van het zwembad ronddraait en een kussen van lucht naar binnen trekt.

Een figuur uit het papier laat zien hoe water in cirkels in de druppel en onder het oppervlak van het zwembad ronddraait en een kussen van lucht naar binnen trekt.

Credit: Journal of Fluid Mechanics

De onderzoekers ontdekten echter dat die motoren - in de druppel en onder het oppervlak van de vloeistof - niet vanzelf spinnen. Hitteverschillen tussen een druppel en de vloeistof die het inslaat, drijven de rotatie en de levitatie aan. Zodra de regendruppel opwarmt of afkoelt tot de temperatuur van de plas - een proces versneld door die draaiende motoren die overal milliseconden tot seconden kunnen duren - zal het door zijn magische vloerkleed breken en in de plas verdwijnen, liet de studie zien.

De MIT-onderzoekers hebben berekend hoe het minimale verschil in warmte kan worden berekend, zodat de levitatie in een bepaalde vloeistof kan plaatsvinden. Als het verschil groter is dan dat minimum, vonden ze, de druppel zweeft langer. Alles korter, en de druppel zweeft helemaal niet.

Door enkele slimme experimentele opstellingen en de hulp van high-speed camera's, waren de onderzoekers in staat om een ​​aantal prachtige video's van de levitatiemotoren in actie te maken. De wetenschappers vermengden glimmende vlokken titaniumdioxide in olie en spanden toen een druppel van die olie tegen het oppervlak van een groter bassin met een injectiespuit. Ze verlichtten de druppel met een heldere LED en het titaniumdioxide lichtte op toen het in de kolkende stromingen wervelde en het pad van de motoren volgde.

De auteurs publiceerden een artikel waarin de ontdekking op 8 november in het Journal of Fluid Mechanics werd beschreven.

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com