Фізики з Університету Брауна застосували складні принципи гідродинаміки до дивовижно зрозумілої проблеми: чому останні краплі рідини так довго випливають з ємностей. під впливом сили тяжкості.
Наука Терпіння
Дослідження народилося із повсякденного роздратування. Дослідники Джей Танг і Томас Дутта, працюючи над окремими проектами, пов’язаними з поведінкою рідин (Танг над зростанням бактерій у вологому середовищі, Дутта над потоком на поверхні), помітили постійну досаду від очікування, поки в’язкі рідини випливуть. Дутта згадав, як його бабуся наполягала на тому, щоб вилити кожну останню краплю, а Танг зіткнувся з тією ж проблемою, очищаючи свою чавунну вок-сковороду.
Ключ криється у в’язкому режимі гідродинаміки — у тому, як внутрішнє тертя впливає рух рідини. Команда використовувала рівняння Нав’є-Стокса для моделювання цього процесу, а потім перевірила свої прогнози, виливаючи такі рідини, як вода, молоко, олія та оливкова олія, на похилу пластину під кутом 45 градусів, вимірюючи час дренажу доти, доки не стіче 90% рідини.
Результати: В’язкість Вирішує Все
Експерименти підтвердили теоретичні розрахунки: в’язкість — домінуючий фактор. Вода стікала за секунди, а холовий кленовий сироп вимагав годинник. Танг, який спеціально залишає олію на своїй вок-сковороді, щоб запобігти іржі, зізнався, що недооцінював час очікування — ідеальний другий нахил має відбуватися через 15 хвилин.
За Межами Кухонної Раковини
Це не лише кухонна наука. Ті ж принципи, що керують останньою краплею сиропу, застосовуються і до динаміки бактерій, де потік рідини визначає поведінку мікроорганізмів. Дослідження надає практичну вправу для дослідників, але також демонструє, як фундаментальна фізика є основою навіть самих звичайних аспектів повсякденні.
«Ця фізика скрізь у наших основних дослідженнях… просто так сталося, що це також повсякденна фізика рідин на кухні», — пояснює Танг.
Дослідження пропонує гумористичне нагадування про те, що навіть явища, що здаються простими, мають складні наукові пояснення. Воно також наголошує на важливості терпіння, особливо при поводженні з особливо в’язкими рідинами.
