В резултат на значителен пробив физиците най-накрая хвърлиха светлина върху „неправилното“ движение на въздушните мехурчета във водата – явление, известно като парадокса на Леонардо да Винчи, споделят от zajenata.bg. Самият Леонардо да Винчи е забелязал преди повече от 500 години, че някои мехурчета следват спираловидни или зигзагообразни модели, вместо да се издигат директно към повърхността на водата. Причините за това поведение обаче остават загадка досега.
Разшифроване на парадокса на Леонардо
Мигел Ерада от Университета в Севиля, Испания, и Йенс Егерс от Университета в Бристол, Обединеното кралство, успешно разгадаха тази дългогодишна загадка. Техните открития, публикувани в неотдавнашно проучване, дават по-задълбочено разбиране на взаимодействието между въздушните мехурчета и водния поток, което води до неочакваните им траектории.
Ролята на размера и формата на мехурчетата
Изследователите откриват, че въздушните мехурчета могат да достигнат критичен размер, който предизвиква тяхното неправилно движение. Това поведение се дължи на сложното взаимодействие между заобикалящия воден поток и малките промени във формата на мехурчетата. Формата на мехурчетата се влияе от множество фактори, включително вискозитета на флуида, повърхностното триене и примесите, съдържащи се във водата.
Изследване на действащите сили
Докато издигащите се въздушни мехурчета се издигат, те се сблъскват с различни сили, като вискозитета на течността и повърхностното триене, които взаимодействат с формата на мехурчетата. Математическите модели и симулации на изследователите показват, че мехурчетата периодично се накланят, което води до промени във формата им. Когато едната страна на мехура стане по-гладка, водата тече по-бързо около него, променяйки разпределението на налягането. Вследствие на това балонът се връща към първоначалната си форма, преди да повтори цикъла на трансформация.
Разбиране на критичния размер
Според проучването въздушните мехурчета се отклоняват от правия път нагоре, когато сферичният им радиус надхвърли приблизително 0,926 милиметра, което приблизително съответства на размера на върха на молив. При надхвърляне на този критичен размер мехурчетата започват да се движат спираловидно или зигзагообразно, както е наблюдавал Леонардо да Винчи.
Последици и бъдещи изследвания
Пробивът в разбирането на особеното движение на въздушните мехурчета не само дава отговор на една вековна загадка, но има и практически последици. Сега учените се стремят да проучат как замърсяването на водата влияе върху поведението на тези мехурчета, тъй като Леонардо да Винчи вероятно е провел наблюденията си във вода с определени примеси. Като вникнат по-дълбоко във влиянието на примесите, изследователите могат да получат ценни сведения за динамиката на въздушните мехурчета в реална водна среда.
