Загадка на 500 години: Изследователи разгадават парадокса на Леонардо да Винчи

Ваня Милева Последна промяна на 06 февруари 2023 в 00:01 3699 0

Кредит Rawpixel

Преди пет века Леонардо да Винчи наблюдава въздушни мехурчета, които се отклоняват от правата траектория и се движат зигзагообразно или спираловидно. Причината за това периодично движение обаче остава неизвестна досега.

Преди пет века Леонардо да Винчи наблюдава въздушни мехурчета, които се отклоняват от правата траектория и се движат зигзагообразно или спираловидно. Причината за това периодично движение обаче остава неизвестна досега.

Изследователи от университетите в Севиля и Бристол разгадаха загадката, свързана с неравномерния път на въздушно мехурче, издигащо се във вода.

Професорите Мигел Анхел Еррада (Miguel Ángel Herrada) от Университета в Севиля и Йенс Г. Егерс (Jens G. Eggers) от Университета в Бристол са открили механизъм, който обяснява хаотичното движение на мехурчетата, издигащи се във водата. Откритията, публикувани в престижното списание Proceedings of the National Academy of Sciences, могат да дадат представа за поведението на частиците, които се намират между твърдо и газообразно състояние.

Преди пет века Леонардо да Винчи е забелязал, че въздушните мехурчета, ако са достатъчно големи, периодично се отклоняват зигзагообразно или спираловидно от праволинейното движение. Въпреки това никога не е било намерено количествено описание на явлението или физически механизъм, който да обясни това периодично движение.

Скица на Леонардо, показваща спираловидното движение на издигащ се мехур (от неговия ръкопис, известен като Codex Leicester). Кредит: Universidad de Sevilla

Авторите на новата статия са разработили техника за числена дискретизация, за да характеризират точно границата въздух-вода на мехура, което им позволява да симулират движението му и да изследват неговата стабилност. Симулациите им съвпадат с високоточните измервания на нестационарното движение на мехурчетата и показват, че мехурчетата се отклоняват от правата траектория във водата, когато сферичният им радиус надхвърли 0,926 милиметра - резултат в рамките на 2% от експерименталните стойности, получени при свръхчиста вода през 90-те години.

Изследователите предлагат механизъм за нестабилността на траекторията на мехурчето, при който периодичното накланяне на мехурчето променя неговата кривина, като по този начин влияе на скоростта нагоре и предизвиква колебание в траекторията на мехурчето, накланяйки нагоре страната на мехурчето, чиято кривина се е увеличила. След това, тъй като флуидът се движи по-бързо и налягането на флуида спада около повърхността с висока кривина, дисбалансът на налягането връща мехурчето в първоначалното му положение, като отново започва периодичният цикъл.

Справка: “Path instability of an air bubble rising in water” by Miguel A. Herrada and Jens G. Eggers, 17 January 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2216830120

Източник: Unsolved for 500 Years: Researchers Crack Leonardo da Vinci’s Paradox, University Of Seville

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !