Еще 500 лет тому назад великий Леонардо да Винчи обнаружил странный феномен, когда некоторые пузырьки поднимались к поверхности воды не по прямой линии, а по спирали. И вот только теперь физики дали этому явлению научное объяснение.
Парадокс Леонардо и его научное объяснение
Леонардо да Винчи - это яркая личность. С его именем связан целый ряд наблюдений и парадоксов. Так вот, в гидродинамике парадоксом Леонардо называют довольно странное поведение пузырьков, которые поднимаются к поверхности воды.
Великий ученый прошлого даже сделал набросок этого процесса, который вы можете видеть на ниже представленном изображении.
Но решить этот парадокс удалось лишь недавно ученым М. Геррада (Севильский университет) и Й. Эггерс (Бристольский университет). Они провели тщательные наблюдения, которые показали, что пузырьки диаметром менее одного миллиметра поднимаются в воде практически по прямой траектории, а вот более крупные как раз колеблются из стороны в сторону, поднимаясь вверх по спиральной траектории.
При этом опытным путем был установлен критический размер пузыря в 0,926 мм.
Так вот, если диаметр пузырька больше этой величины, то он становится нестабильным и утрачивает свою ровную сферическую форму. При этом на его поверхности образуются участки с различным изгибом. Там, где изгиб больше, то вода быстрее обтекает пузырь, а значит, в этом месте оказывается меньшее давление, провоцируя смещение пузырька вбок.
Одномоментно то же понижение давления позволяет сильно изогнутому участку вернуть себе «округлую» форму.
Но мы помним, что пузырь нестабильный и процесс деформации смещения и восстановления вновь повторяется, создавая таким образом наблюдаемые учеными колебания.
Как дополнительно сообщают авторы исследования, при размерах, больше критических, пузырек деформируется, реагируя на силы, которые воздействуют на него со стороны воды и, наоборот, форма пузырька изменяет характеристики течения воды вокруг себя.
И да, на первый взгляд эта работа может показаться наивной и даже бесполезной, но на самом деле понимание поведения пузырьков в жидкости позволит лучше понимать некоторые процессы и даже провести оптимизацию производства, повысив эффективность и качество изделий.
Вот так был решен парадокс Леонардо.
Понравился материал? Тогда с вас лайк и подписка. Спасибо за уделенное внимание!