РИА Наука

RSS

Физики выяснили, почему удар по горлышку может выбить у бутылки дно

1238304351
Авторы исследования, Дэвид Дэйли (David Daily) и его коллеги из университета Бригэма Янга (штат Юта, США) участвуют в ежегодном конкурсе Gallery of Fluid Motion на лучшие видеоролики и снимки движущейся жидкости, сделанные в ходе тех или иных научных исследований.
Фокус с бутылкой на скоростной видеосъемке

МОСКВА, 17 окт - РИА Новости. Американские физики выяснили, почему при ударе ладонью по горлышку бутылки с водой у нее отлетает дно - этот популярный трюк связан с кавитационным "вскипанием" воды из-за ускорения, говорится в статье ученых, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.

Авторы исследования, Дэвид Дэйли (David Daily) и его коллеги из университета Бригэма Янга (штат Юта, США) участвуют в ежегодном конкурсе Gallery of Fluid Motion на лучшие видеоролики и снимки движущейся жидкости, сделанные в ходе тех или иных научных исследований.

Ученые показали, как удар по горлышку бутылки приводит к выбиванию дна

Ученые из Юты решили изучить механизмы "фокуса", который часто показывают на вечеринках - исполнитель ударяет открытой ладонью по горлышку бутылки, заполненной водой, после чего у нее отлетает дно.

Для этого физики провели замедленную съемку этого трюка, а также с помощью акселерометра, укрепленного на дне бутылки, измерили ускорение. Изучение полученных данных показало, что сам по себе удар по горлышку не способен повредить бутылку - она оставалась целой после удара, если в ней не было воды.

Однако если бутылка была заполнена водой, удар приводил к появлению множества пузырьков у ее дна. Это так называемые кавитационные пузырьки - они возникают при резком снижении давления в жидкости. Затем давление восстанавливалось и пузырьки схлопывались - примерно в 10 раз быстрее, чем зарождались, что и приводило к появлению трещины и "откалыванию" дна.

Все эти детали удалось разглядеть на замедленной съемке. Данные акселерометра показали, что дно бутылки откалывается на несколько десятых секунд позже удара ладонью - только тогда, когда процесс кавитации набирает силу.

Ученые отмечают, что фокус не удастся, если вода будет газированной, поскольку пузырьки заполнятся углекислым газом и не будут схлопываться.

Открытия

Обсуждение

Лучшие комментарии

  • александр хван
    Самое интересное, комментариев больше всего именно на это интересное ))) сообщение. Что ж, наверное, оно и есть самое интересное...
  • Василий Букреев
    Мало у учёных грамотёнки. Надо знать работы своих предшественников. Тесла уже проводил подобный опыт. Он заполнял чернилами банку с круглым отверстием, помещая её в воду. Ударив по днищу баночки, он получал чернильный вихрь, вылетающий из отверстия. Ударившись о стенку ёмкости чернильный вихрь разрушался, передавая свою кинетическую энергию стенке. А т.к. скорость вихря достаточно велика, то и энергия вихря способна вызвать кавитационные пузырьки. Поэтому Дэвиду Дэйли (David Daily) и его коллегам надо было хотя бы упомянуть об эксперименте Теслы, попутно изложив и вихревой механизм исследуемого эффекта.
    Василий Букреев
Показать новые комментарии (0)

Все комментарии

  • Илья Комаровский
    Хм... интересно)))
  • Елена Шабанова
    Надо проверить :)
  • vld781209
    А я думал на это лишь британские учёные способны.
  • александр хван
    А я-то думал, что есть на свете и другие проблемы...
  • александр хван
    Самое интересное, комментариев больше всего именно на это интересное ))) сообщение. Что ж, наверное, оно и есть самое интересное...
  • Василий Букреев
    Мало у учёных грамотёнки. Надо знать работы своих предшественников. Тесла уже проводил подобный опыт. Он заполнял чернилами банку с круглым отверстием, помещая её в воду. Ударив по днищу баночки, он получал чернильный вихрь, вылетающий из отверстия. Ударившись о стенку ёмкости чернильный вихрь разрушался, передавая свою кинетическую энергию стенке. А т.к. скорость вихря достаточно велика, то и энергия вихря способна вызвать кавитационные пузырьки. Поэтому Дэвиду Дэйли (David Daily) и его коллегам надо было хотя бы упомянуть об эксперименте Теслы, попутно изложив и вихревой механизм исследуемого эффекта.
    Василий Букреев
  • Роман Акулов
    Интересно? да, огромное спасибо Физикам что они разгадали наконец эту загадку природы)))) вопрос в другом, в чем конкретно они собираются применять свое открытие)
  • mandarin )))
    Им пришло такое в голову эксперимент,ну допустим нашли объяснение по закону физики, а для чего это и с какой целью?
  • Сергей Яковлев
    Это открытие уже давно испольсовалось в Советском Союзе. Только делалось наоборот и пробка вылетала вверх
  • Василий Букреев
    Сергей Яковлев прав. Выпивохи давно использовали это открытие для распечатывания бутылок с вином. Ну а если без шуток, то вихревое движение можно эффективно использовать для формирования сверхтекучего состояния при транспортировке жидкостей и газов. В работе Sirovich L., Ball K. L., Keefe L. R. Plane waves and structures in turbulent channel flow. Phys Fluids A2 (12), December 1990, 2217-2226 показано, что на поверхности тела при его движении в жидкости или в газе возникают вихри (авторами названные вихревыми волнами), двигающиеся перпендикулярно направлению движения тела. Трение скольжения разрушает вихри только для того, чтобы они возникали вновь и вновь. Возникновение и разрушение вихрей требует затрат энергии, которые и являются потерями энергии на вязкое трение. Сумев же направить вихри по потоку, мы избавимся от потерь на вязкое трение. А это и является сверхтекучим состоянием среды. Эксперимент Дэвида Дэйли (David Daily) и его коллег подсказывает, как можно создавать одиночные вихри. Получение же последовательности вихрей, двигающихся по потоку, является всего лишь делом элементарной техники.
  • Василий Букреев
    А техника получения сверхтекучего состояния среды действительно элементарна. Ведь сверхтекучее состояние человечеством используется уже в течение тысячелетий. Античные строители использовали его для подачи воды из горных источников в римский водопровод. Есть и современные примеры. На одном из сайтов было описано, что в предгорьях Копет Дага дехкане поднимают воду от подножия холмов на их вершины. Для этого они чередуют спуски с подъёмами. На спуске они (правда не понимая этого) формируют вихри. А т.к. в вихревом движении потери на вязкое трение исчезают, то кинетическая энергия воды в вихревом движении не уменьшается. И вода поднимается на большую высоту. При этом каждому расходу воды по каналу строго соответствует угол наклона на спуске. В трубопроводе же на стационарную величину давления мы обязаны подавать положительные импульсы давления с определённой частотой. И каждому расходу среды в трубе должны соответствовать соответствующие параметры. А т.к. теории вихревого движения не существует, то параметры течения в трубопроводах надо определять экспериментально.
  • Василий Букреев
    Уже в течение тысячелетий люди пытаются сконструировать вечный двигатель, т.е. двигатель с КПД>1. Одним из вариантов является сегнерово колесо, в котором автор пытался использовать центробежную силу. Но вязкое трение скольжения портило всё. И КПД сегнерово колеса оказался меньше 1. Но если в сегнеровом колесе создать вихревое движение, то вязкое трение исчезнет. И мы сможем эффективно использовать центробежную силу. Т.е. вариантов использования эффекта, исследованного Дэвидом Дэйли (David Daily) и его коллегами, можно предложить достаточно много.
Показать новые комментарии (0)
    Партнеры
    • Все
    • Германия

    Новости

    • Свежее
    • Популярное
    • Обсуждаемое
    Партнеры