Butelki, bąbelki i stłuczenie

Popularną sztuczką imprezową jest napełnienie szklanej butelki wodą i uderzenie w górę butelki otwartą dłonią, powodując pęknięcie dna butelki, mówi David Jesse Daily i koledzy z Uniwersytetu Brighama Younga w Provo w stanie Utah.

Butelki pękają tylko po napełnieniu niegazowaną wodą, a nie po napełnieniu gazowaną substancją lub gdy są puste. Pytanie brzmi: dlaczego?

Dzisiaj ci faceci ujawniają dokładnie, jak ten proces zachodzi w interesującym filmie z tegorocznego konkursu Gallery of Fluid Motion, corocznego wydarzenia prowadzonego przez Wydział Dynamiki Płynów Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego ( pobieranie w wysokiej rozdzielczości lub pobieranie w niskiej rozdzielczości ).

Ci faceci najpierw mierzą moment, w którym butelka pęka, i twierdzą, że nie pokrywa się to z momentem uderzenia butelki.

Zamiast tego wykorzystują materiał wideo o dużej szybkości, aby pokazać, że uderzenie dłoni powoduje przyspieszenie butelki w dół, co tworzy obszar niskiego ciśnienia na dnie cieczy.

Jeśli przyspieszenie jest wystarczająco duże, ciśnienie spada poniżej ciśnienia pary i płyn odparowuje, tworząc bąbelki. Jest to dobrze znany proces znany jako kawitacja.

Gdy tylko ciśnienie wróci do normy, bąbelki zapadają się. Ale, co ciekawe, to zapadanie się następuje z około dziesięciokrotnie szybszym tempem formowania się bąbelków. Wytwarza również chwilowe siły, które są znacznie bardziej skoncentrowane niż te, które spowodowały przyspieszenie.

To właśnie te siły rozbijają butelkę.

Daily i co dalej pokazują, że ten proces nie działa, gdy butelka jest napełniona gazowaną wodą. Powód jest prosty. Uderzenie dłonią powoduje, że bąbelki tworzą się jak poprzednio, ale zamiast zapadać się, bąbelki wypełniają się dwutlenkiem węgla i odpływają.

Podobnie efekt nie działa przy pustej butelce, ponieważ bąbelki w ogóle nie mogą się formować.

Więc teraz wiesz.

A morał tej historii? Unikaj imprez studenckich w stanie Utah.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1210.3764 : Katastrofalne pękanie dzięki uprzejmości kawitacji spoczynkowej

ukryć