탄력 있는 공, 플라스틱 병 및 고속 카메라를 사용한 실험에서 칠레의 연구자들은 내부의 물을 소용돌이시켜 컨테이너의 바운스 높이를 제어할 수 있음을 발견했습니다.
이 실험이 소셜 미디어 도전에서 벗어난 것처럼 들린다면 그것은 사실이기 때문입니다. 칠레 오히긴스 대학에서 유체 역학을 연구하는 물리학자인 파블로 구티에레즈(Pablo Gutiérrez)는 아들이 인기 있는 “병 뒤집기” 챌린지를 보여준 후 용기를 튀기는 데 관심을 갖게 되었습니다. . Gutiérrez의 공동 저자이자 산티아고 대학의 물리학자인 Leonardo Gordillo는 “파블로는 이 도전에 아주 능숙해졌습니다.”라고 웃습니다. “그는 많은 병을 던지고 있었어요.”
그래서 물리학자들과 그들의 연구팀은 병 뒤집기를 실험실로 가져갔습니다. 그들은 고무공 절반을 병 바닥에 접착하여 바운스를 강화했습니다. 그리고 그들은 중요한 관찰을 했습니다: 방출하기 전에 소용돌이치던 병이 훨씬 덜 튀었습니다. 아마도 유체 역학 덕분일 것입니다. 이를 테스트하기 위해 물리학자들은 과학적인 정밀도로 병을 회전시키고 떨어뜨릴 수 있는 장치를 만들었습니다. 고속 카메라는 초당 2,000프레임의 속도로 물방울을 포착했습니다. 실제로 물이 빠르게 소용돌이칠수록 병의 바운스는 낮아집니다. 결과는 다음과 같이 출판되었습니다. 실제 검토 편지.
“사실이에요. 나는 그것을 시도해 보았습니다.”라고 사우디 아라비아의 King Abdullah University of Science and Technology의 유체 물리학자인 Tadd Truscott은 말합니다. 그는 작업에 참여하지 않았지만 손으로 병을 휘젓고 던지는 것을 시도했다고 말했습니다. “그리고 꽤 잘 작동해요.”
급회전 중인 자동차 승객과 마찬가지로 병 내부의 소용돌이치는 물은 용기 측면으로 밀려 벽을 따라 균일하게 위쪽으로 밀려납니다. 병이 땅에 닿으면 회전하는 물이 병 바닥 중앙의 한 지점을 향해 흘러내립니다. “모든 액체가 통과하려고 합니다. [that point] 하지만 그럴 수는 없습니다.”라고 Truscott은 말합니다.
더 이상 갈 곳이 없어 물은 다시 위로 올라갑니다. 떨어지는 병의 운동량 대부분은 튕겨나가는 것이 아니라 수직 제트로 방향이 바뀌어 충격을 약화시키고 소용돌이치는 병이 “뒤집힐” 때 착지하는 경향이 있는 이유를 설명합니다. 그러면 회전하는 물 제트기가 토네이도처럼 타오르다가 흩어지더니 그 대부분이 병 꼭대기에 부딪혀 지연된 반동을 일으키게 됩니다.
Truscott은 이 효과가 더 점성이 있는 유체에 적용되는지 아니면 더 큰 용기 크기에 적용되는지 확인하는 데 관심이 있다고 말했습니다. 이러한 발견은 연료 탱크와 같이 액체로 채워진 용기의 충돌 손상을 완화하는 데 유용할 수 있습니다. 또한 집에서 즐거운 오후 시간을 보낼 수도 있습니다. 연구자들은 독자들이 병을 소용돌이치며 스스로 결과를 재현하도록 권장합니다.
