Физики выяснили, почему при отклеивании скотч издает визжащий звук
Если вы когда-либо использовали клейкую ленту, вам, вероятно, хорошо знаком резкий скрежет, который она издает, отклеиваясь от поверхности. Как показало новое исследование, этот звук вызывает череда крошечных ударных волн, которые возникают, когда поперечные трещины на ленте, двигаясь со сверхзвуковой скоростью, достигают ее края.
Несмотря на десятилетия экспериментальных исследований, физики до сих пор не могли полностью объяснить происхождение этого интригующего акустического эффекта — «визга» скотча, отрываемого от поверхности. Раскрыть этот механизм впервые удалось команде ученых из Саудовской Аравии, Китая и Индии, статья которых опубликована в журнале Physical Review E.
Предыдущие исследования показали, что процесс отклеивания скотча происходит не равномерно, а по схеме «прилипание — срыв». Вы тянете край ленты вверх, она долю секунды остается приклеенной к поверхности, затем сила натяжения превосходит силу прилипания, и происходит резкий рывок (срыв), а дальше все повторяется снова и снова.
Исследователи подробно изучили процесс отклеивания полоски скотча от прозрачной стеклянной пластины с помощью комбинации из двух высокоскоростных видеокамер и двух микрофонов, установленных по обе стороны от ленты. Одна камера снимала через стеклянную подложку, обеспечивая вид снизу на отслаивающийся клейкий слой.
Вторая камера функционировала в режиме шлирен-съемки — метода, который позволяет увидеть мельчайшие отклонения световых лучей из-за точечных изменений плотности воздуха. Шлирен-съемка показала, что в воздухе рядом с клейкой лентой распространяются крошечные ударные волны.
Когда ученые синхронизировали изображения с камер и записи с микрофонов, они смогли детально разобраться в том, что происходит при отрывании скотча от поверхности.
Исследователи выяснили, что когда свободный конец ленты тянут вверх, на небольшом расстоянии от границы между отслоенной и неотслоенной областями образуется узкая поперечная трещина.
В фазе срыва конец этой трещины продвигается к боковому краю ленты со скоростью, превышающей скорость распространения звука в окружающем воздухе. Скорость, с которой «бежит» трещина по клеевому слою, может достигать 600 метров в секунду. Для сравнения, скорость звука в воздухе при комнатной температуре составляет 343 метра в секунду.
Когда кончик трещины достигает края ленты, в воздух вырывается ударная волна. Это происходит потому, что процесс идет слишком быстро для того, чтобы воздух успевал заполнять микроскопические вакуумные пузырьки, которые образуются при движении конца трещины по клеевому слою. Когда эти крошечные области вакуума достигают края, они резко схлопываются, и запускается ударная волна.
Почти сразу чуть выше по ленте начинает формироваться новая трещина, и циклы «прилипания — срыва» повторяются до тех пор, пока не полоска не отклеится.
Поскольку эти циклы сменяют друг друга с чрезвычайно высокой скоростью, эксперимент показал, что визг, который мы слышим, на самом деле представляет собой звуковые колебания от идущих одна за другой ударных волн. Они следуют друг за другом слишком быстро, чтобы наши уши могли различить их по отдельности, сливаясь в один непрерывный скрежещущий звук.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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