Das Geheimnis Des Geheimnisvollen Flaschen-Explodier-Tricks

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Ein salon-trick, bei dem eine person auf die oberseite einer mit wasser gefüllten glasflasche klatscht und dazu führt, dass der boden zerspringt, kann durch das platzen von blasen erklärt werden, sagen physiker.

Physiker haben herausgefunden, warum der Boden aus einer gefüllten Glasflasche fällt, wenn sie nur einen Schlag auf die Oberseite bekommt. Das Geheimnis des bizarren Tricks: Blasen platzen.

Der Trick mit dem Sprengstoffsalon besteht darin, Wasser in eine Glasflasche zu gießen und dann zu halten, während es mit der anderen Hand fest auf die Flaschenoberseite schlägt. Seltsamerweise wird der Boden der Flasche zerspringen.

Um herauszufinden, warum dies der Fall ist, haben die Forscher Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen der Momente vor, während und nach den Flaschenbrüchen gemacht.

Das Video zeigt, dass das Schlagen der Flasche sie nicht sofort zerstört. Stattdessen beschleunigt der Aufprall die Flasche nach unten. Der Teil der Flüssigkeit, der am besten auf Bewegungen der Flasche reagiert - die Flüssigkeit, die auf dem Boden ruht - bewegt sich zuerst, während der Rest der Flüssigkeit sich einen Sekundenbruchteil später bewegt.

Wenn eine Flüssigkeit von einem Bereich zum anderen beschleunigt, hinterlässt sie eine Leerstelle, in der sie sich befand, ein Bereich mit niedrigerem Druck. Die Beschleunigungsunterschiede, die an verschiedenen Teilen der Flasche auftreten, bedeuten, dass die Flüssigkeit am Flaschenboden weniger Druck hat als anderswo in der Flasche.

Wenn die Beschleunigung der Flasche groß genug ist, bewirkt der reduzierte Druck, dass etwas Wasser am Boden der Flasche verdampft. (Ob sich eine Substanz in einem festen, flüssigen oder gasförmigen Zustand befindet, hängt von Faktoren wie Druck und Temperatur ab - ein Druckabfall kann Flüssigkeit verdampfen lassen, wenn die Temperatur gleich bleibt.) Die verdampfte Flüssigkeit wird zu Blasen, einem Vorgang, der als Kavitation bekannt ist. [Siehe Video über einen explodierenden Trick in der Flasche]

"Menschen sehen häufig Kavitationsblasen auf Propellern", sagte der Forscher Tadd Truscott, ein fließender Dynamiker an der Brigham-Young-Universität in Provo, Utah. "Die Kavitation dort wird normalerweise durch die hohe Geschwindigkeit der Schaufeln verursacht, die durch die Flüssigkeit laufen."

Da das Aufschlagen der Flasche jedoch nur kurz beschleunigt, wird der Druck am Flaschenboden schnell wieder normal. Somit kollabieren die Blasen. Sie kollabieren jedoch auf mysteriöse Weise etwa zehnmal schneller, als sie sich ursprünglich gebildet haben. Diese gewalttätigen Reaktionen reißen den Flaschenboden katastrophal auf. Das Wasser fließt danach heraus.

Kavitation beschädigt regelmäßig auch die Propeller. "Kleine Blasen auf der Oberfläche eines Propellers kollabieren wie bei der Bierwurzelflasche und verursachen Ablagerungen und Verschleiß an der Klinge", sagte Truscott gegenüber WordsSideKick.com. "In den frühen Tagen der Propeller war es nicht ungewöhnlich, die Propellerblätter bei jeder Fahrt über den Atlantik aufgrund von Löchern in den Flügeln aufgrund von Kavitation auszutauschen!"

Dieser Sprengeffekt funktioniert nicht bei sprudelndem Wasser, das bereits Blasen enthält. Obwohl das Schlagen einer mit kohlensäurehaltigem Wasser gefüllten Flasche zu Blasen führt, füllen sich diese mit Kohlendioxid und schweben einfach weg, anstatt am Boden der Flasche zusammenzufallen.

Diese Ergebnisse "könnten helfen, einige Aspekte der Schäden an Containern und der Schifffahrtsindustrie zu erklären", sagte Truscott. Sie können Ingenieuren auch dabei helfen, bessere Glasflaschen zu entwickeln.

Die Wissenschaftler detaillierten ihre Ergebnisse am 14. Oktober in einem Beitrag des Wettbewerbs "American Physical Society Gallery of Fluid Motion", der am 18. November in San Diego startet.

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Videoergänzungsan: Flasche schluckt Ei.




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