Парадокс Леонардо
trim_c — 22.01.2023

Наблюдая за жидкостями в емкостях, однажды Леонардо заметил, что пузырьки, поднимаясь к поверхности в воде, обычно двигаются по прямой вверх, но иногда движутся по спирали
Позже это назовут «парадоксом Леонардо».
На днях физики Бристольского и Севильского университетов опубликовали результаты работы, которую они посвятили этому парадоксу.
До наших дней никто из ученых не предлагал каких-либо объяснений этому феномену, из-за чего парадокс заинтересовал исследователей гидродинамики из Испании и Великобритании.
Авторы работы 一 Мигель Эррада и Йенс Эггерс 一 разработали несколько новых моделей, с помощью которым им удалось выполнить самые точные измерения этого эффекта.
После серии наблюдений ученые пришли к выводу о том, что пузырьки в воде формируют зигзаги и спирали в зависимости от их размера. Если диаметр пузырька превышает 0,926 миллиметра 一 он скорее всего будет двигаться к поверхности по спиральной траектории, а если меньше 一 поднимется наверх по прямой.
Если диаметр пузырька превышает эту величину, он становится нестабильным и теряет точную и симметричную сферическую форму. На его поверхности появляются участки с большим и меньшим изгибом. Там, где изгиб больше, вода обтекает пузырек быстрее, а значит, ее давление оказывается ниже, заставляя пузырек смещаться вбок. Одновременно то же понижение давления позволяет сильно изогнутому участку восстановить форму и слегка «округлиться».
Однако, оставаясь нестабильным, он снова деформируется, и весь процесс повторяется снова, создавая периодические колебания из стороны в сторону. Как пишут авторы, при превышении критических размеров «пузырек деформируется в ответ на силы, действующие на него со стороны воды, и наоборот, форма пузырька меняет характеристики течения воды вокруг него».
Т.е. деформации пузырька смещают его то вправо, то влево, при этом он продолжает двигаться вверх. Наложение двух движений и создает спираль
На пальцах объяснение выглядит очень просто. Но получить его как решение задачи Навье-Стокса - вот это потребовало от авторов немалых усилий и наверняка немалой изобретательности - иначе эти уравнения не решишь и работоспособной модели не получишь. А они получили ответ до третьего знака и судя по всему подтвердили его в эксперименте - это безусловное достижение. Вообще решить задачу, которая была известна 500 лет, которую придумал суперзнаменитый автор - а вот решить не мог никто, - о, это всегда серьезное достижение.
Даже если изложение результата простым языком выглядит вроде бы просто.
|
|
</> |
Как обшить баню внутри вагонкой своими руками — пошаговая инструкция и советы экспертов Rodno
ЗАМУЖЕМ ЗА ФСБ
Россияне стали меньше бухать
«Минное поле» во дворе: взгляд изнутри
Когда речь ребенка — повод насторожиться: как вовремя понять, что нужен логопед
О мезотерапии
November , скульптурный ансамбль в честь 100-летия Праздника песни.

