Ученым спустя 500 лет удалось решить "парадокс Леонардо да Винчи" (фото)

Ученые заметили, что движение пузырьков воздуха в воде не только никогда не было объяснено, но и не было математически описано. Еще более 500 лет назад, Леонардо да Винчи задался вопросом почему пузырьки воздуха в воде не двигаются прямо на поверхность. Леонардо обнаружил, что только большие пузыри зигзагообразно или спирально вращаются к поверхности, а не мелкие, даже если на каждый из них действуют одинаковые физические силы.

В "Трудах Национальной академии наук" профессор Мигель Эррада из Университета Севильи и профессор Йенс Эггерс из Университета Бристоля дают ответ на этот вопрос только сейчас, и надеются, что это приведет к новым достижениям в понимании пределов жидкости и газа. Об этом пишет IFLScience.

В Лестерском кодексе Леонардо да Винчи изобразил спиральное движение восходящего пузырька, но очень маловероятно, что даже он знал, почему происходит именно так.

Авторы исследования наблюдают ряд аспектов движения пузырьков, которые усложняют их моделирование, несмотря на то, насколько распространено это явление.

"Пузырь деформируется в ответ на усилия, действующие жидкостью, и, в свою очередь, форма пузырька изменяет характер потока", – пишут ученые.

Эксперименты проводить тяжело, ведь даже незначительное загрязнение поверхностно активными веществами, такими как мыло, может повлиять на поведение пузырьков. Поэтому ученые применили математические модели и сравнили свои выводы с предыдущими экспериментами, проведенными в сверхчистой воде.

Они обнаружили, что поднимающиеся пузырьки периодически наклоняются, изменяя их форму. Сторона, направленная вверх, имеет большую кривизну, что делает поверхность более скользкой, поэтому вода движется по ней быстрее. Это, согласно несколько противоречивому принципу Бернулли, снижает давление на этой стороне, толкая пузырь обратно в исходное положение, прежде чем цикл начнется снова.

Моделирование предполагает, что этот процесс должен повлечь за собой колебания пузырьков с радиусом более 0,926 миллиметра, отклоняясь от прямой траектории. Решающий размер находится в пределах 2% от значения, получаемого в ультрачистой воде.

Авторы исследования предлагают следующим шагом изучить, как загрязнение влияет на результаты. Если бы сверхчистая вода была доступна в 16 веке во времена Леонардо да Винчи, меньше людей могло бы умереть от ее потребления, поэтому разумно предположить, что Леонардо сделал свои наблюдения, имея дело с определенным уровнем загрязнения.

Даже сегодня очень чистая вода редко встречается вне лаборатории, поэтому такой вид расширения, вероятно, необходим, если работа должна быть практическим применением.

Ранее ученые исследовали "живые камни" в Румынии, медленно растущие на 5 см каждые 1000 лет и дающие потомство.

Хотите получать самые актуальные новости о войне и событиях в Украине – подписывайтесь на наш Телеграмм-канал!