Есть такой известный трюк, часто демонстрируемый на вечеринках. Берётся стеклянная бутылка, наполненная водой. Одной рукой держим бутылку, а другой ударяем по горлышку сверху. Если удар достаточно силён и резок, дно бутылки разбивается. Эффекта не будет, если бутылка пуста или заполнена газировкой.
Почему так происходит?
В этом попытались разобраться учёные из американского Университета Бригама Янга. При помощи метода сверхбыстрой фотосъёмки они изучили процесс разрушения бутылки от удара. Смонтированное ими видео можно посмотреть ниже.
Изучая свои видеоролики, учёные, во-первых, отметили, что момент разрушения дна не совпадает с моментом удара. Более дательный анализ показывает, что во время удара бутылка приобретает ускорение, направленное вниз, в то время как жидкость — нет. В результате возле дна бутылки давление резко падает.
Если удар достаточно силён и резок, то давление у дна бутылки может стать ниже, чем давление насыщенных паров. Это приводит к тому, что жидкость начинает здесь испаряться — происходит образование пузырьков, идёт процесс кавитации.
После удара давление начинает возвращаться к нормальному значению и возникшие пузырьки начинают сжиматься и пропадать. Интересно, однако, что скорость исчезновения пузырьков приблизительно в десять раз выше скорости их образования. Соответственно выше и силы давления, возникающие при этом.
Именно в этот момент и разбивается бутылка.
Естественно, что при отсутствии в бутылке воды, трюк не получится. В случае же газированной воды бутылка остаётся целой из-за того, что образовавшиеся пузырьки заполняются углекислым газом и всплывают вверх, не оставаясь у дна.