Bilimsel açıklama; Sabun baloncukları nasıl patlatılır?

Fizikçiler, fiziğin çocukluğun en sevilen etkinliklerinden birinin arkasını açmışlardır: Sabun köpüğü üfleme. Deneyleri, dairesel bir değnek için mükemmel boyutun ve patlatmayan kabarcıkların patlatılması için gereken en uygun rüzgar hızının ne olduğunu ortaya çıkardı.

Baloncukları incelemek, bilim adamlarının değerli fiziksel ve matematiksel kavrayışlarkazanmasına yardımcı olan yüzyıllık bir entelektüel arayış olmuştur . Örneğin, bir sabun köpüğü, hareket halinde yüzey geriliminin mükemmel bir örneğidir. Bu , kabarcıkların yuvarlak olduğu yüzey geriliminden kaynaklanır – belirli bir hacim için minimum yüzey alanını belirleyen ve dolayısıyla korumak için en az miktarda enerji gerektiren bu şekildir.

Ve bazı karmaşık matematiksel problemlerin uzun bir süre sonra gerçek dünyadaki uygulamalarla çözüldüğü sabun baloncukları sayesinde. Örneğin, sabun köpüğü oluşumunu tanımlayan denklemler, mimarların şekillerini imkansız kılan, ancak yine de sabit olan çatıları tasarlamasına yardımcı olmuştur. Münih’teki Olimpiyat Stadyumu resmedilmeye değer bir örnektir.

En son New York Üniversitesi (NYU) araştırmacıları, çocukluğumuzdan beri kovaladığımız mükemmel balonu uçurmak için bir dizi deney tasarladılar. Bunlar, esasen, baloncukların yapılabildiği iki yolun var olduğunu ortaya koymuştur: Biri, bir sabun filmi üzerinde güçlü, sabit bir rüzgarı üfleyerek, diğeri, hacmini yükseltmek için zaten şişirilmiş bir filmde hafif bir rüzgârı iterek . NYU’nun Courant Institute of Mathematical Sciences’da yardımcı doçent olan Leif Ristroph yapığı açıklamada

Bu ikinci yöntem, çocukken balonları nasıl sık sık üflediğimizi açıklayabilir: hızlı bir nefes, filmi dışarı doğru büker ve daha sonra film, hava akışı yavaşladığında bile büyümeye devam eder. Bu, yaz aylarında parklarda gördüğümüz kabarcık körükleri tarafından kullanılıyor” dedi. “Basitçe, yeterince hızlı yürüdüler, öyle görünüyor ki, filmin gerilmesi için gerekli olan nispi rüzgârı sağlayan sabunlu bir ipe sahiptir

Diyor.  Diğer taraftan, ilk yöntem daha az kullanılmaktadır. Üfleme kabarcıkları esasen, sıvı bir filmin, bu durumda, bir dış akışkanın emilen akışı ile nasıl etkileştiği sorusudur. Ancak, deneyleri için, araştırmacılar akan suda asılı ve bir tel döngü değnek üzerinden itti yağ filmleri kullandı. Hava yerine su kullanmak, araştırmacıların akışları daha doğru bir şekilde kontrol etmesine, ölçmesine ve gözlemlemesine izin verdi. Dahası, gözlemler filmin şekli için teorik tahminlerle eşleşti.

Yani, eğer mükemmel kabarcıklar yapmak istiyorsanız, bu araştırmaya göre 1,5 inçlik bir çevre değerine sahip bir çubuk bulabilir ve 6,9 ​​cm / s’lik tutarlı bir hızla hafifçe üfleyeceksiniz. Daha hızlı veya daha yavaş ve kabarcık eninde sonunda patlayacak; Aynı şey daha küçük veya daha büyükse asa için de geçerlidir. Sana bağlı!

Bulgular, Fiziksel İnceleme Mektupları dergisinde yayınlandı