Kontrolowanie odbijania butelki
&pocisk; Fizyka 16, 102
Upuszczenie obracającej się plastikowej butelki zawierającej wodę powoduje odbicie, którego wysokość zależy od prędkości obrotowej.
Dzięki eksperymentom, które przywodzą na myśl wyzwania związane z mediami społecznościowymi, naukowcy wykazali kontrolę nad wysokością odbicia upuszczonej plastikowej butelki częściowo wypełnionej wodą [1]. Zespół kierowany przez Pablo Gutiérreza z O’Higgins University i Leonardo Gordillo z University of Santiago, obaj w Chile, wykazał, że początkowe obracanie butelki wokół osi pionowej znacznie zmniejsza wysokość odbicia. Obrót wpycha wodę wzdłuż ścian, co po uderzeniu generuje pionowy strumień w środku, który może pochłonąć większość energii kinetycznej. Podobnie jak nurek pchający się w dół na trampolinie, aby nabrać wysokości, ciecz w strumieniu naciska na butelkę, gdy porusza się w górę, zapobiegając podskakiwaniu butelki tak wysoko, jak gdyby woda była spokojna.
Podczas gdy inni zauważyli, że płyn w upuszczonym pojemniku może wpływać na jego odbicie [2], nowe eksperymenty jako pierwsze wykorzystują rotację płynu i ilość wody do systematycznej kontroli wysokości odbicia. Naukowcy opracowali prostą teorię, która zgadza się z danymi i przewiduje, że najskuteczniejsze tłumienie podskakiwania występuje przy najwyższych prędkościach obrotowych (do 12,7 obrotów na sekundę) i przy butelce wypełnionej w około 40%. Twierdzą, że badany przez nich mechanizm mógłby mieć zastosowanie do transportu płynów w cysternach lub zewnętrznych zbiornikach paliwa statków kosmicznych, gdzie planiści mogliby potencjalnie zmniejszyć skutki uderzeń, dopuszczając dodatkową objętość w pojemniku dla ruchu płynu. Zespół zachęca czytelników do wypróbowania eksperymentów w domu poprzez obracanie i upuszczanie częściowo napełnionych plastikowych butelek.
–David Ehrenstein
David Ehrenstein jest starszym redaktorem ds Magazyn Fizyka.
Bibliografia
- K. Andrade i in.„Wirujący płyn zmniejsza odbijanie się częściowo napełnionych pojemników”, fizyka Wielebny Lett. 130244001 (2023).
- TW Killiana i in.„Odbicie i tworzenie strumienia kuli wypełnionej płynem”, fizyka Płyny 24122106 (2012).
Obszary podlegające
