Fyzici ako Richard Feynman si už 141 rokov lámu hlavu nad otázkou prúdenia tekutín: Ak by bol postrekovač pod vodou, ako by sa otáčal a nasával materiál namiesto rozprašovania? Teraz tím výskumníkov našiel odpoveď.
Hoci túto myšlienku prvýkrát navrhli experimentalisti v 80. rokoch 19. storočia, v polovici 20. storočia ju znovu spopularizoval Feynman do takej miery, že sa stala známou ako Feynman. Feynmanov postrekovač, Problém bol nasledovný: Normálny postrekovač s ramenami v tvare S by rozprašoval vodu, čo spôsobilo otáčanie ramien, čo by vyžadovalo zavlažovanie. Či sa však spätný zavlažovač bude vôbec otáčať, zostáva otvorenou otázkou, a nie pre nedostatok pokusov.
Feynman na tejto myšlienke nejaký čas pracoval vytvoril experimentálne nastavenie Aby som odpovedal na otázku ako postgraduálny študent na Princetone. (Experiment sa skončil, keď veľká fľaša naplnená vodou explodovala.)
Teraz ho tím výskumníkov z New York University priviedol späť k životu. Reverzný postrekovač Redux (ako to ja nazývam – priamo z jazyka!) zahŕňa ponorený postrekovač na ložiskách s „ultra nízkym trením“, Podľa správy z NYUSú navrhnuté tak, aby optimalizovali schopnosť zariadenia sa voľne otáčať a umožnili im jednoducho vidieť tok vody cez zariadenie.
Za týmto účelom tím zafarbil vodu, pridal do nej mikročastice, nasvietil ju jasne zeleným laserom a celý experiment nakrútil na video pomocou vysokorýchlostných kamier s vysokým rozlíšením. Výsledné zábery sú dosť smutné:
Tímový výskum –publikovaný Minulý týždeň Physical Review Letters zistil, že reverzný postrekovač robí presne to isté. Otáča sa v opačnom smere ako postrekovač, ktorý vrhá vodu.
„Bežný alebo „dopredný“ postrekovač je podobný rakete, pretože sa sám poháňa vystreľovaním prúdového lietadla,“ povedal Leif Ristroff, výskumník z NYU a hlavný autor štúdie na univerzite. uvoľniť, „Ale spätný postrekovač je záhadný, pretože voda do neho nasávaná vôbec nevyzerá ako prúd. Zistili sme, že tajomstvo sa skrýva vo vnútri postrekovačov, kde sa trysky skutočne nachádzajú, čo vysvetľuje pozorovaný pohyb.
Aj keď sa spätný zavlažovač otáča opačným smerom (kontroluje poznámky), otáča sa približne 1/50 rýchlosti normálneho zavlažovača. Vo vnútri spätného postrekovača na seba prúdy vody narážajú, aj keď nie čelne, a miešanie tejto vnútornej vody spomaľuje rotáciu postrekovača.
Brennan Sprinkle, vhodne pomenovaná výskumníčka na Coloradskej banskej škole a spoluautorka štúdie, uviedla, že metódy použité v experimente „budú užitočné pre mnohé praktické aplikácie zahŕňajúce zariadenia, ktoré reagujú na prúdiaci vzduch alebo vodu“.
Bez ohľadu na potenciálne aplikácie, dilema, ktorá sa prvýkrát objavila v 80. rokoch 19. storočia, bola konečne zodpovedaná presným testovaním a modelovaním, ktoré pred 140 rokmi nebolo možné. Dúfam, že vám to dá niečo, čo sa naučíte v ďalšom rozhovore o dynamike tekutín.
Viac: Rozprašovač proti votrelcom je alternatívou poháňanou AI k starému mužovi, ktorý kričí na deti, aby zišli z trávnika
