Если посмотреть на то, как в стакане с газировкой пузырьки всплывают в верх, то можно обнаружить, что некоторые из них поднимаются по прямой линии, а некоторые начинают выписывать непонятные зигзагообразные и спиралевидные траектории. Это специфическое поведение пузырьков приметил ещё больше 500 лет назад Леонардо Да Винчи и описал его в своих наблюдениях.
Вот только объяснить этакий феномен не получалось. Только совсем недавно физики смогли найти полноценное объяснение такому специфическому поведению пузырьков в воде. Ведь, исходя из логики и физических расчётов, пузырьки должно подниматься именно по прямой линии. В гидродинамике эта особенность поведения получила название парадокс Леонардо. Уж щедра физика на парадоксы!
Стоит обратить внимание, что не все подряд пузырьки начинают подниматься по спиралевидным траекториям. Такая особенность присуща только некоторым пузырькам. Эти пузырьки отличаются от остальных собратьев размером. Они более крупные, чем их сородичи. Это обстоятельство и позволило ученым понять, что именно заставляет некоторые пузырьки вращаться и прыгать и при подъеме.
Ученые даже провели математический анализ и выяснили, что критический размер пузырька составляет 0,926 миллиметра. Всё, что больше этого размера, подчиняется уже не стандартным закономерностям, а может угодить под действие парадокса Леонардо.
Теперь нужно разобраться, что именно с физической точки зрения отличает крупный пузырь от мелкого пузырька. Ответ на самом деле довольно-таки простой. Крупный пузырек не может обладать идеальной сферической формой. Чем меньше пузырек тем больше его форма стремится к идеальной сфере, а чем пузырек больше, тем больше вероятность увидеть пузырь непонятной формы, которая ещё и будет динамически меняться.
Там, где изгиб стенок пузырька больше, вода обтекает его быстрее, а значит, ее давление оказывается ниже, заставляя пузырек смещаться вбок. Одновременно то же понижение давления позволяет сильно изогнутому участку восстановить форму и слегка «округлиться».
По логике, это должно привести к тому, что объект выберет одно направление и будет следовать по нему. Примерно как мячик, который поддали ногой с одной стороны. Но представьте теперь, что вместо мячика вы поддали ногой воздушный шарик с водой. Это непонятное нечто будет вести себя как слизняк, постоянно меняя форму и направление движения в зависимости от внешних факторов. Крупные пузырьки воздуха в воде поведут себя точно также.
Пузырек воздуха остаётся нестабильным и регулярно деформируется. Весь процесс повторяется снова и снова, создавая периодические колебания из стороны в сторону. Форма пузырька меняет характеристики течения воды вокруг него. Ну а результатом таких изменений могут быть самые разные и интересные траектории движения пузырька.
Кстати, к вопросу о парадоксах - стоило появиться возможности всестороннего изучения вопроса и парадокс разрешился. Вероятно, все парадоксы квантовой физики, которые мы обсуждаем в статьях на канале, тоже будут разобраны на винтики при появлении новых методов исследования и аккумулирования нужной информации.
⚠ Обязательно подписывайтесь на канал, тыкайте лайк 👍 и возвращайтесь за новым контентом! Материалы выходят регулярно!
👉Здесь я выкладываю ссылки на новые материалы
🔹 Не забывайте читать новые статьи на сайте!