Физики совершили важное открытие, объясняющее «неправильное» движение пузырьков воздуха в воде, пишет IFLScience.
Более 500 лет назад Леонардо да Винчи наблюдал, как пузырьки воздуха поднимаются в воде, и он заметил, что некоторые пузырьки двигаются по спирали или зигзагообразно вместо того, чтобы подниматься по прямой линии к поверхности.
Леонардо да Винчи заметил, что только большие пузырьки, а не маленькие пузырьки воздуха поднимаются на поверхность именно так, хотя на каждый из них действуют те же силы.
На протяжении веков никто так и не предложил объяснения этого явления, которое назвали «парадоксом Леонардо да Винчи».
Но Мигель Эррада из Университета Севильи, Испания и Йенс Эггерс из Бристольского университета, Великобритания разгадали эту загадку.
Новое исследование показало, что пузырьки воздуха могут достигать критического размера, способствующего их нестабильному движению через взаимодействие между потоком воды вокруг них и небольшими изменениями их формы.
По словам ученых, пузырьки изменяются под действием сил со стороны воды и, со своей стороны, форма пузырька изменяет характер движения.
«На поднимающиеся в воде пузыри воздуха влияет множество пересекающихся сил, таких как вязкость жидкости, поверхностное трение и любые загрязняющие вещества, которые искажают форму пузырьков и изменяют динамику обтекающей их воды», — говорит Эррада. .
Ученые создали математические модели и сравнили свои результаты с предыдущими экспериментами, проведенными в «сверхчистой воде».
Они выяснили, что пузырьки периодически наклоняются, что изменяет их форму.
Да, одна из сторон пузырька становится более скользкой, поэтому вода обтекает ее быстрее.
Это снижает давление на этой стороне и пузырь возвращается в исходное состояние, но затем цикл преобразования повторяется снова.
Их моделирование показало, что пузыри отклоняются от прямой траектории движения в воде, когда их сферический радиус превышает 0,926 миллиметров, что примерно равно размеру кончика карандаша.
Теперь авторы исследования хотят более точно понять, как загрязнение воды влияет на результаты изучения поведения пузырьков воздуха.
Потому что в 16 веке чистая вода была недоступна, поэтому Леонардо да Винчи имел дело с загрязненной водой.
