Физики решили парадокс Леонардо, описавшего странное движение пузырьков
Некоторые пузырьки поднимаются к поверхности воды не по прямой, а по спирали. Леонардо да Винчи обнаружил этот странный феномен больше 500 лет назад, но объяснить его удалось только теперь.
Художник, инженер и скульптор Леонардо да Винчи стал одной из самых знаменитых личностей в истории. Сегодня с его именем связан целый ряд необычных наблюдений и явлений, включая несколько парадоксов. В гидродинамике парадоксом Леонардо называют странное поведение пузырьков, поднимающихся в воде.
Еще около 500 лет назад великий итальянец заметил, что тогда как большинство пузырьков устремляется снизу прямо к поверхности, некоторые из них начинают колебаться и поднимаются вверх по спирали. Он сделал набросок такого движения, который дошел до нашего времени в тетради заметок, известной как Лестерский кодекс. До сегодняшнего дня сохранилась и загадка парадокса Леонардо. Решить его удалось лишь недавно, статья об этом опубликована в журнале PNAS.
Наблюдения подтверждают, что достаточно мелкие — менее миллиметра в диаметре — пузырьки поднимаются в воде более-менее по прямой, тогда как более крупные колеблются из стороны в сторону, двигаясь по спиральной траектории. Мигель Геррада (Miguel Herrada) из Севильского университета и Йенс Эггерс (Jens Eggers) из Бристольского университета провели новые расчеты и показали, что критический размер составляет 0,926 миллиметра.
Если диаметр пузырька превышает эту величину, он становится нестабильным и теряет ровную 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».
Новая работа — не просто любопытное теоретическое исследование. Пузырьки, образующиеся и движущиеся в жидкости, сопровождают целый ряд природных явлений (включая хруст пальцев) и активно применяются в промышленности. Понимание их свойств позволит лучше разобраться в естественных процессах и оптимизировать некоторые этапы производства.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии