Kropla z poduszką powietrzną
Mając w głowie obraz kropli deszczu odbijających się od ziemi podczas ulewy, naukowcy sądzili, że drobiny wody rozbryzgują się, dotykając powierzchni gleby, ściany czy innych obiektów. Tymczasem okazało się, że dzieje się to, zanim kropla dotrze do przeszkody.
Shreyas Mandre i zespół z Uniwersytetu Harvarda przeprowadzili szereg symulacji komputerowych. Śledzili, co dzieje się z drobiną wody, która w coś uderza. Wzięli pod uwagę kilka czynników, m.in. ciśnienie powietrza i napięcie powierzchniowe cieczy. Zauważyli, że tzw. typowa kropla, która ma ok. 2 mm szerokości i porusza się z prędkością kilku metrów na sekundę, na parę mikrosekund przed uderzeniem spręża przed sobą powietrze. Ta swego rodzaju poduszka powietrzna spłaszcza kroplę i doprowadza do jej rozpryśnięcia. Fizycy wierzą, że to dzięki temu zjawisku widuje się drobinki cieczy tworzące charakterystyczną koronę. Jest ono mniej prawdopodobne przy silniejszym tarciu powierzchniowym.
Wbrew pozorom, wiedza ta przyda się nie tylko meteorologom czy gleboznawcom zgłębiającym tajniki erozji. Mandre podpowiada, że warto by ją wykorzystać podczas projektowania materiałów zapobiegających rozbryzgiwaniu, którymi pokrywałoby się kuchenki czy blaty stołów.
Komentarze (16)
Mirethil, 2 maja 2009, 04:16
Proszę proszę. Jakie to krople wody mogą być niezwykle pomocne do celów jakże nie związanych z zapotrzebowaniem organizmu na wodę.
Swoją drogą niezwykle ciekawe zjawisko. Naprawdę jestem rada z takiego odkrycia. 
mikroos, 2 maja 2009, 09:12
Równie ciekawe zjawisko można zaobserwować podczas zabaw ciekłym azotem
Ma -194 stopnie C, a mimo to wylany na rękę nie zrobi krzywdy - paruje tak intensywnie, że nigdy nie dotyka bezpośrednio skóry i unosi się na poduszce azotu w fazie gazowej 
inhet, 4 maja 2009, 04:57
Trzeba tylko uważać, żeby ta kropla była dostatecznie mała
A'propos deszczowin - pamiętam dokumentalny film z wytwórni Disneya z lat chyba jeszcze 40. Animatorzy dla potrzeby wiernego oddania zjawiska w kreskówkach filmowali spadające krople w zwolnionym tempie. Okazało sie, ze zachowują sie niezgodnei z przewidywaniem - ale nie było tam żadnego fizyka i zjawisko zaniedbano. No i trzeba było czekać tyle lat... ???
Mirethil, 6 maja 2009, 10:28
Ciekawe! Ile to sie rzeczy człowiek może dowiedzieć
Coraz bardziej się cieszę, że korzystam z KW. Jeśli chodzi o "poduszkę powietrzną" przed kroplą, to nie jest jak ze sprężonym powietrzem przed lecącą kulą? Tyle, że powietrze przed kroplą rozbryzguję tą krople, a powietrze przed kulą zabija człowieka. 
k0mandos, 6 maja 2009, 10:44
Niekoniecznie. Tu jeszcze dochodzi siła tarcia po wbiciu pocisku i wyhamowywanie go.
mikroos, 6 maja 2009, 14:34
No i jeszcze pęd pozostaje. Powietrze rozbije się o skórę, a potem, jako substancja bardzo plastycna (o ile można tak powiedzieć o gazie, a raczej nie można
) bardzo łatwo zmieni kształt i w ten sposób rozproszy swoją energię. Pocisk za to będzie miał wielokrotnie większy pęd i dlatego wbije się w ciało.
Mirethil, 8 maja 2009, 18:09
Tak, tak. Zdaję sobie sprawę z dodatkowych działań pocisku.
Zwyczajnie ciekawi mnie fakt, że faktycznie sama kula nie zabija. Właściwie to największe szkody czyni właśnie rozproszona energia sprężonego powietrza, która sama w sobie mogłaby zabić. Oczywiście dochodzi jeszcze to co koledzy sprecyzowaliście, co ma nie umniejszone znaczenie.
thibris, 8 maja 2009, 22:23
Z tego co mi wiadomo to właśnie kula zabija, a nei powietrze przed nią
Za duże ciśnienie pewnie się tam wytwarza pomiędzy dwoma ciałami stałymi, aby nie wypchać tego powietrza na boki, przed - ewentualnie w czasie - zetknięcia pocisku z powierzchnią ciała. Resztę zadań specjalnych przejmuje na siebie rozpędzona masa pocisku 
k0mandos, 8 maja 2009, 22:35
Może ktoś zechce posłużyć jako model doświadczalny?
Wtedy rozwiejemy wszelkie wątpliwości. Może Douger będzie chętny, ale to chodziło o wiatrówkę 
Mirethil, 8 maja 2009, 23:27
No ok. Nie mam doświadczenia.
Próbuję to bardziej na podstawie fizyki rozpatrzeć. 
Bo ja pamiętam z fizyki (albo mam jakieś dziwne fikcyjne wspomnienia), że najwięcej szkód nie wyrządza sama kula, a właśnie związane z nią prawa fizyki. 
Choćby penetracja ciała. Gdyby nie powietrze w ciele pozostała by tylko jedna wąska dziura, która sama w sobie musiałaby precyzyjnie trafić żeby zabić. 
Powietrze powoduje wytworzenie "dziury" w ciele (inaczej rzecz biorąc, wyrywa kawałek ciała), a np. tarcie powoduje automatyczne oparzenia. Naturalnie fizykiem nie jestem, nie wiem. 
. Chyba za dużo naoglądałam się Mythbusters. 
.
mikroos, 8 maja 2009, 23:30
Bardzo możliwe, że nie chodzi o powietrze, ale o parę wodną. Skoro cialo człowieka to w 70% woda, to hamująca kula wytwarza ciepło i powoduje wytworzenie pary, która rozchodzi się pod ogromnym ciśnieniem i niszczy sąsiednie struktury.
Mirethil, 9 maja 2009, 01:15
A to ciekawa teoria (albo potwierdzona wiedza, o której nie mam pojęcia).
. W sumie ma to nawet ręce i nogi. I give up. Nie wiem jak to się dzieje, ale nie spocznę dopóki się nie dowiem. 
thibris, 9 maja 2009, 11:30
Podejrzewam, że pocisk ma tak duży pęd, iż jego oddziaływanie na tkanki człowieka to nie tylko sprawa wejścia i wyjścia z drugiej strony. Poszukaj informacji o strzałach w czaszkę - po postrzeleniu wytwarza się tam takie ciśnienie, że u wylotu czaszka zostaje rozerwana co tworzy charakterystyczne "tulipany"...
mikroos, 9 maja 2009, 11:55
Zgadza się. Efektem jest to, że otwór wylotowy jest większy od wlotowego, choć zdawać by się mogło, że powinno być odwrotnie, bo na wlocie energia pocisku jest znacznie większa.
Mirethil, 9 maja 2009, 13:21
Ale właśnie to dziwne nie jest. Powietrze w efekcie zderzenia z ciałem stałym mogłoby wyrządzić duże szkody, ale jeśli wziąć pod uwagę pęd kuli, to jasnym się staje, że najpierw następuje wniknięcie kuli w ciało, a dopiero potem działa siła uwolnienia energii. Ciało ludzkie jest miękkie, nawet wliczając kości. Dlatego właśnie otwór wlotowy jest zawsze mniejszy od wylotowego. Dlatego również interesuje mnie oddziaływanie powietrza, bo przecież nie kula a właśnie to co jej towarzyszy wyrządza tak wiele szkód.
inhet, 10 maja 2009, 13:35
Po prosty część pędu pocisku zostanie przekazana przyległym obszarom celu. Efekt tulipana wystąpi także przy trafieniu w deskę czy blachę, choć w tych przypadkach rozmiary będą mniejsze ze względu na większą twardość materiału w porównaniu z ludzkim ciałem.