Как падают снежинки с неба и как их движение зависит от воздействия ветра или отсутствия такового? Каким законам подчиняется это падение? На эти — на самом деле далеко не простые — вопросы ответили американские физики в своем недавнем исследовании, опубликованном в научном журнале Physics of Fluids.
Первый эксперимент
Исследователи из Университета штата Юта провели эксперимент в горах — на высоте 2 600 метров над уровнем моря. Они измерили размеры, массу, плотность и структуру снежинок, а также проследили за их движением в условиях турбулентности. Это был первый эксперимент, в котором удалось получить всестороннюю картину падения снежинок в природных условиях.
По закону Стокса
Одним из ключевых выводов исследования стало то, что ускорение свободного падения снежинок не зависит от их размеров и формы. Вместо этого оно определяется числом Стокса — параметром, отражающим скорость реакции частиц на движение окружающей среды. Это означает, что снежинки разных размеров и форм падают с одинаковым ускорением.
Интересно, что анализ данных показал — поведение снежинок (ускорение падения и изменение формы) можно описать с помощью простых математических принципов, основанных на числе Стокса. Оно предназначено для гидродинамики и определяет, как мелкие частицы ведут себя в жидкости. Оказывается, что в воздухе снежинки ведут себя так, как будто находятся в жидкости.
Как считают ученые, эти результаты говорят о том, что в глубинных слоях атмосферы происходят процессы, которые приводят к рождению математической простоты. Ведь все гениальное — просто!
The post Исследование: снежинки ведут себя в воздухе, как в воде appeared first on Русская семерка.
