Wissenschaftler Schweben Wassertröpfchen Ab Und Finden Heraus, Was Das „Magische“ Verhalten Antreibt

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Woosh.

Selbst wenn Physiker große, teure Experimente verwenden, um riesige Gravitationswellen und winzige Hadronen aufzudecken, können sie immer noch Fragen über das durchaus Alltägliche beantworten. Zum Beispiel: Warum prallen kalte Milchtröpfchen auf der Oberfläche heißen Kaffees ab, bevor sie sinken? Warum huschen bei Wasser kleine Wasserflächen über die Oberfläche eines Beckens im Regen?

Ein Forscherteam am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat zum ersten Mal die Kräfte beobachtet und beschrieben, durch die Flüssigkeitstropfen über der Oberfläche größerer Reservoirs schweben. [Flüssige Skulpturen: Schillernde Fotografien von fallendem Wasser]

So funktioniert das.

Wenn ein Regentropfen auf die Oberfläche einer Pfütze stürzt, fanden die Forscher heraus, dass zwei Motoren eingesetzt wurden. Die Kollision lässt winzige Strömungen sowohl innerhalb des Tropfens als auch unter der Oberfläche der Pfütze herumlaufen. Wenn Sie in das Tröpfchen hineinschauen könnten, würde Wasser an den Rändern im Inneren des Tropfens nach unten rauschen und dann wieder in die Mitte hinaufklettern, fand die neue Forschung.

Diese in den meisten Fällen unsichtbare Drehbewegung im Inneren des Tropfens erzeugt genügend Kraft, um die Luft um das Tröpfchen herum zu ziehen. Die Luft formt sich zu einem dünnen, schnellen Windstrom, der unter den Tropfen strömt und ihn nach den neuen Erkenntnissen eine Haarbreite über der Oberfläche hält.

Eine Figur aus der Zeitung zeigt, wie sich das Wasser im Tropfen und unter der Oberfläche des Beckens im Kreis dreht und ein Luftkissen zieht.

Eine Figur aus der Zeitung zeigt, wie sich das Wasser im Tropfen und unter der Oberfläche des Beckens im Kreis dreht und ein Luftkissen zieht.

Bildnachweis: Journal of Fluid Mechanics

Die Forscher fanden jedoch heraus, dass diese Triebwerke - innerhalb des Tropfens und unter der Oberfläche der Flüssigkeit - nicht von alleine drehen. Wärmeunterschiede zwischen einem Tropfen und der Flüssigkeit, auf die er einwirkt, treiben die Rotation und das Schweben an. Sobald sich der Regentropfen auf die Temperatur der Pfütze erwärmt oder abgekühlt hat - ein Vorgang, der von diesen drehenden Motoren beschleunigt wird, die von Millisekunden bis Sekunden dauern können -, wird sie durch ihren magischen Teppich aus Luft zerschmettern und in der Pfütze verschwinden, zeigte die Studie.

Die MIT-Forscher haben herausgefunden, wie der minimale Unterschied in der Wärme berechnet werden kann, damit die Levitation in einer bestimmten Flüssigkeit auftritt. Ist die Differenz größer als dieses Minimum, schweben die Tröpfchen länger. Alles kürzer und der Tropfen schwebt überhaupt nicht.

Durch geschickte Versuchsanordnungen und die Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameras konnten die Forscher einige schöne Videos von den Levitationsmotoren in Aktion machen. Die Wissenschaftler mischten glänzende Titandioxidflocken in Öl und steckten einen Tropfen Öl mit einer Spritze gegen die Oberfläche eines größeren Beckens. Sie erhellten den Tropfen mit einer hellen LED und das Titandioxid leuchtete auf, als es in den aufgewirbelten Strömungen wirbelte und dem Weg der Motoren folgte.

Die Autoren veröffentlichten eine Veröffentlichung über die Entdeckung am 8. November im Journal of Fluid Mechanics.

Ursprünglich auf WordsSideKick.com veröffentlicht.


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