Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Mając w głowie obraz kropli deszczu odbijających się od ziemi podczas ulewy, naukowcy sądzili, że drobiny wody rozbryzgują się, dotykając powierzchni gleby, ściany czy innych obiektów. Tymczasem okazało się, że dzieje się to, zanim kropla dotrze do przeszkody.

Shreyas Mandre i zespół z Uniwersytetu Harvarda przeprowadzili szereg symulacji komputerowych. Śledzili, co dzieje się z drobiną wody, która w coś uderza. Wzięli pod uwagę kilka czynników, m.in. ciśnienie powietrza i napięcie powierzchniowe cieczy. Zauważyli, że tzw. typowa kropla, która ma ok. 2 mm szerokości i porusza się z prędkością kilku metrów na sekundę, na parę mikrosekund przed uderzeniem spręża przed sobą powietrze. Ta swego rodzaju poduszka powietrzna spłaszcza kroplę i doprowadza do jej rozpryśnięcia. Fizycy wierzą, że to dzięki temu zjawisku widuje się drobinki cieczy tworzące charakterystyczną koronę. Jest ono mniej prawdopodobne przy silniejszym tarciu powierzchniowym.

Wbrew pozorom, wiedza ta przyda się nie tylko meteorologom czy gleboznawcom zgłębiającym tajniki erozji. Mandre podpowiada, że warto by ją wykorzystać podczas projektowania materiałów zapobiegających rozbryzgiwaniu, którymi pokrywałoby się kuchenki czy blaty stołów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Proszę proszę. Jakie to krople wody mogą być niezwykle pomocne do celów jakże nie związanych z zapotrzebowaniem organizmu na wodę. ;) Swoją drogą niezwykle ciekawe zjawisko. Naprawdę jestem rada z takiego odkrycia.  :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Równie ciekawe zjawisko można zaobserwować podczas zabaw ciekłym azotem :) Ma -194 stopnie C, a mimo to wylany na rękę nie zrobi krzywdy - paruje tak intensywnie, że nigdy nie dotyka bezpośrednio skóry i unosi się na poduszce azotu w fazie gazowej ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Trzeba tylko uważać, żeby ta kropla była dostatecznie mała ;)

A'propos deszczowin - pamiętam dokumentalny film z wytwórni Disneya z lat chyba jeszcze 40. Animatorzy dla potrzeby wiernego oddania zjawiska w kreskówkach filmowali spadające krople w zwolnionym tempie. Okazało sie, ze zachowują sie niezgodnei z przewidywaniem - ale nie było tam żadnego fizyka i zjawisko zaniedbano. No i trzeba było czekać tyle lat... ???

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe! Ile to sie rzeczy człowiek może dowiedzieć :) Coraz bardziej się cieszę, że korzystam z KW. Jeśli chodzi o "poduszkę powietrzną" przed kroplą, to nie jest jak ze sprężonym powietrzem przed lecącą kulą? Tyle, że powietrze przed kroplą rozbryzguję tą krople, a powietrze przed kulą zabija człowieka. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe! Ile to sie rzeczy człowiek może dowiedzieć :) Coraz bardziej się cieszę, że korzystam z KW. Jeśli chodzi o "poduszkę powietrzną" przed kroplą, to nie jest jak ze sprężonym powietrzem przed lecącą kulą? Tyle, że powietrze przed kroplą rozbryzguję tą krople, a powietrze przed kulą zabija człowieka. ;)

Niekoniecznie. Tu jeszcze dochodzi siła tarcia po wbiciu pocisku i wyhamowywanie go.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No i jeszcze pęd pozostaje. Powietrze rozbije się o skórę, a potem, jako substancja bardzo plastycna (o ile można tak powiedzieć o gazie, a raczej nie można ;) ) bardzo łatwo zmieni kształt i w ten sposób rozproszy swoją energię. Pocisk za to będzie miał wielokrotnie większy pęd i dlatego wbije się w ciało.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tak, tak. Zdaję sobie sprawę z dodatkowych działań pocisku. ;) Zwyczajnie ciekawi mnie fakt, że faktycznie sama kula nie zabija. Właściwie to największe szkody czyni właśnie rozproszona energia sprężonego powietrza, która sama w sobie mogłaby zabić. Oczywiście dochodzi jeszcze to co koledzy sprecyzowaliście, co ma nie umniejszone znaczenie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z tego co mi wiadomo to właśnie kula zabija, a nei powietrze przed nią ;) Za duże ciśnienie pewnie się tam wytwarza pomiędzy dwoma ciałami stałymi, aby nie wypchać tego powietrza na boki, przed - ewentualnie w czasie - zetknięcia pocisku z powierzchnią ciała. Resztę zadań specjalnych przejmuje na siebie rozpędzona masa pocisku :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Może ktoś zechce posłużyć jako model doświadczalny? :) Wtedy rozwiejemy wszelkie wątpliwości. Może Douger będzie chętny, ale to chodziło o wiatrówkę ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z tego co mi wiadomo to właśnie kula zabija, a nei powietrze przed nią ;) Za duże ciśnienie pewnie się tam wytwarza pomiędzy dwoma ciałami stałymi, aby nie wypchać tego powietrza na boki, przed - ewentualnie w czasie - zetknięcia pocisku z powierzchnią ciała. Resztę zadań specjalnych przejmuje na siebie rozpędzona masa pocisku :P

 

No ok. Nie mam doświadczenia. :D Próbuję to bardziej na podstawie fizyki rozpatrzeć. :) Bo ja pamiętam z fizyki (albo mam jakieś dziwne fikcyjne wspomnienia), że najwięcej szkód nie wyrządza sama kula, a właśnie związane z nią prawa fizyki. :D Choćby penetracja ciała. Gdyby nie powietrze w ciele pozostała by tylko jedna wąska dziura, która sama w sobie musiałaby precyzyjnie trafić żeby zabić. :D Powietrze powoduje wytworzenie "dziury" w ciele (inaczej rzecz biorąc, wyrywa kawałek ciała), a np. tarcie powoduje automatyczne oparzenia. Naturalnie fizykiem nie jestem, nie wiem. :(. Chyba za dużo naoglądałam się Mythbusters. :P.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bardzo możliwe, że nie chodzi o powietrze, ale o parę wodną. Skoro cialo człowieka to w 70% woda, to hamująca kula wytwarza ciepło i powoduje wytworzenie pary, która rozchodzi się pod ogromnym ciśnieniem i niszczy sąsiednie struktury.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A to ciekawa teoria (albo potwierdzona wiedza, o której nie mam pojęcia). ;). W sumie ma to nawet ręce i nogi. I give up. Nie wiem jak to się dzieje, ale nie spocznę dopóki się nie dowiem. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Podejrzewam, że pocisk ma tak duży pęd, iż jego oddziaływanie na tkanki człowieka to nie tylko sprawa wejścia i wyjścia z drugiej strony. Poszukaj informacji o strzałach w czaszkę - po postrzeleniu wytwarza się tam takie ciśnienie, że u wylotu czaszka zostaje rozerwana co tworzy charakterystyczne "tulipany"...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zgadza się. Efektem jest to, że otwór wylotowy jest większy od wlotowego, choć zdawać by się mogło, że powinno być odwrotnie, bo na wlocie energia pocisku jest znacznie większa.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale właśnie to dziwne nie jest. Powietrze w efekcie zderzenia z ciałem stałym mogłoby wyrządzić duże szkody, ale jeśli wziąć pod uwagę pęd kuli, to jasnym się staje, że najpierw następuje wniknięcie kuli w ciało, a dopiero potem działa siła uwolnienia energii. Ciało ludzkie jest miękkie, nawet wliczając kości. Dlatego właśnie otwór wlotowy jest zawsze mniejszy od wylotowego. Dlatego również interesuje mnie oddziaływanie powietrza, bo przecież nie kula a właśnie to co jej towarzyszy wyrządza tak wiele szkód.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Po prosty część pędu pocisku zostanie przekazana przyległym obszarom celu. Efekt tulipana wystąpi także przy trafieniu w deskę czy blachę, choć w tych przypadkach rozmiary będą mniejsze ze względu na większą twardość materiału w porównaniu z ludzkim ciałem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z MIT i Penn State University odkryli, że w odpowiednich warunkach krople zwykłej czystej wody umieszczone na przezroczystym podłożu tworzą żywe kolory bez dodatku atramentów czy tuszy. W artykule opublikowanym na łamach Nature uczeni informują, że na powierzchni pokrytej mgiełką z kropli wody oświetlonych pojedynczą lampą można uzyskać żywe kolory pod warunkiem, że wszystkie krople są tych samych rozmiarów.
      Mamy tutaj do czynienia z iryzacją, która zachodzi gdy światło wchodzi w interakcje ze strukturą geometryczną obiektu. Amerykańscy naukowcy stworzyli model, który pozwala przewidzieć, jaki kolor uzyskamy z danej kropli w zależności od jej struktury i warunków. Model ten może zostać wykorzystany do projektowania papierków lakmusowych bazujących na niewielkich kroplach czy do tworzenia zmieniających kolor tuszy i barwników używanych w produktach kosmetycznych.
      Syntetyczne barwniki używane w produktach konsumenckich w celu uzyskania żywych barw mogą nie być tak bezpieczne dla zdrowia, jak powinny. Użycie niektórych z nich jest mocno ograniczone, dlatego też przemysł poszukuje innych możliwości produkcji barwników, mówi Mathias Kolle, profesor z MIT.
      W ubiegłym roku Amy Goodling i Lauren Zarzar z Penn State badały przezroczyste krople wykonane z mieszanin olejów o różnej gęstości. Obserwowały ich interakcje na szalce Petriego. W pewnym momencie zauważyły, że krople są zadziwiająco błękitne. Zrobiły więc zdjęcie i wysłały do profesora Kolle z pytaniem, skąd się bierze taki kolor.
      Uczony początkowo sądził, że ma do czynienia z rozpraszaniem, podobnym do tego, które tworzy tęczę. Jednak krople nie były sferami ale półsferami na płaskiej powierzchni. Okazało się, że mamy do czynienia z innym zjawiskiem. Półsfery łamią symetrię, a wklęśnięta powierzchnia sfer powoduje, że pojawia się zjawisko nieobecne w idealnych sferach – całkowite wewnętrzne odbicie (TIR).
      Po trafieniu do wnętrza półsfery światło może odbić się kilkukrotnie, a sposób, w jaki promienie wchodzą w interakcje podczas opuszczania półsfery decyduje o tym, czy uzyskamy kolor czy nie. Na przykład dwa promienie białego światła wchodzące i wychodzące z półsfery pod tym samym kątem mogą w jej wnętrzu odbijać się zupełnie inaczej. Jeśli jeden z nich odbije się trzy razy, będzie miał dłuższą drogę niż ten, który odbije się dwukrotnie, zatem opuści półsferę nieco później. Jeśli dojdzie do interferencji, to różnica faz spowoduje, że zobaczymy kolor, a zjawisko to będzie znacznie silniejsze w mniejszych niż w większych kroplach.
      Uzyskany kolor zależy też od struktury półsfer, na przykład od ich rozmiaru i krzywizn. Naukowcy stworzyli matematyczny model, pozwalający im przewidzieć, jaki kolor otrzymają w danych warunkach, a następnie przetestowali go w laboratorium.
      Na szalce Petriego stworzyli cały zbiór kropli o identycznych rozmiarach, a następnie oświetlili je pojedynczym promieniem białego światła. Następnie całość rejestrowali za pomocą kamery, która krążyła wokół szalki. Zaobserwowali dzięki temu jak zmieniają się kolory w miarę zmiany kąta obserwacji. W ramach innego eksperymentu stworzyli na szalce krople o różnych rozmiarach i sprawdzali, jaki ma to wpływ na kolor. Okazało się, że w miarę jak kropla była coraz większa uzyskany kolor był coraz bardziej czerwony, ale po przekroczeniu pewnej granicy wielkości kropli powracał do niebieskiego. To zjawisko, które było zgodne z modelem teoretycznym, gdyż im większa kropla tym większe przesunięcie faz promieni światła.
      Ponadto sprawdzono też wpływ krzywizn kropli na kolor. Różne krzywizny uzyskano umieszczając krople na mniej lub bardziej hydrofobowych podłożach.
      Co jednak najbardziej interesujące z punktu widzenia praktycznych zastosowań, uczeni uzyskali podobne efekty w stałym materiale. Wydrukowali krople o różnych kształtach, wielkościach i z różnego rodzaju przezroczystych polimerów, a po poddaniu ich działaniu promieni światła okazało się, że również i w ten sposób można uzyskiwać żywe kolory.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z dwóch japońskich instytucji – RIKEN i JAXA – jako pierwsi zmierzyli natężenie pól magnetycznych w pobliżu dwóch supermasywnych czarnych dziur. Ku swojemu zdziwieniu stwierdzili, że siła pól magnetycznych jest niewystarczająca, by zasilać koronę czarnych dziur, czyli otaczające je chmury niezwykle gorącej plazmy.
      Od dawna wiadomo, że supermasywne czarne dziury są otoczone chmurami plazmy, której temperatura może sięgać miliarda stopni Celsjusza. Specjaliści od dawna też podejrzewają, że plazma ta jest podgrzewana przez pole magnetyczne wokół czanej dziury. Jednak dotychczas nigdy tych pól nie zmierzono, więc pozostawała niepewność.
      Japońscy uczeni przyjrzeli się dwóm aktywnym czarnym dziurom. IC 4329A, która znajduje się w odległości 200 milionów lat świetlnych oraz NGC 958 oddalonej od nas o 580 milionów lat świetlnych. Pomiary wykonali za pomocą teleskopu ALMA, a następnie  potwierdzili je za pomocą VLA z USA i ATCA z Australii.
      Z pomiarów wynika, że korony obu czarnych dziur mają średnice 40 promieni Schwarzschilda. W przypadku czarnych dziur jest to powierzchnia ograniczona horyzontem zdarzeń. Natężenie pola magnetycznego wyliczono na 10 gausów.
      Mimo, że potwierdziliśmy istnienie promieniowania synchrotronowego z obu obiektów, okazuje się jednak, że zmierzone pole magnetyczne jest zbyt słabe, by podgrzać korony wokół czarnych dziur, mówi główny autor badań Yoshiyuki Inoue. Jako, że te same wnioski wyciągnięto z badania obu czarnych dziur, można przypuszczać, iż jest to zjawisko uniwersalne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Węże potrafią kontrolować każdą ze swych łusek z osobna, dzięki czemu mogą się chwytać szorstkich powierzchni i wspinać.
      Biolodzy wiedzieli o biernym mechanizmie [zachodzących na siebie łuskach o muszelkowatym kształcie], lecz o aktywnym nie mieli pojęcia - podkreśla Hamid Marvi, doktorant z Georgia Institute of Technology.
      Amerykanie znieczulali węża zbożowego i pozwalali mu się bezwładnie ześlizgiwać z rampy. Naukowcy sprawdzali, jak mocno trzeba nachylić kładkę, by zwierzę zaczęło się zsuwać. Gdy eksperyment powtarzano z przytomnym gadem, współczynnik tarcia był 2-krotnie wyższy, co sugeruje, że dzięki czuciu wąż mógł uruchomić system zapewniający mu dodatkową przyczepność.
      Kiedy analizowano zbliżenie brzucha, okazało się, że węże dobierają kąt natarcia każdej z łusek, który zapewnia najlepsze przyleganie do powierzchni.
      Odkrycia dotyczące sposobów poruszania się węży wspomogą prace nad robotami ratunkowymi. Maszyna zdatna do pracy na wszystkich typach ukształtowania terenu musi być giętka, by móc się przesuwać po nierównościach oraz nie za duża, by wciskać się w szczeliny. Przydałaby się także umiejętność wspinania. Współczesne roboty radzą sobie z częścią wymienionych zadań, ale większość "pożera" dużo energii i podlega przegrzewaniu. Wykorzystując łuski do kontroli tarcia, węże potrafią [natomiast] pokonać duże odległości na niewielkich ilościach energii.
      Podczas eksperymentów Marvi nagrał w sumie ruchy 20 gatunków węży z zoo w Atlancie. Później skonstruował Scalybota 2. Zademonstrował go w styczniu na dorocznej konferencji Stowarzyszenia Biologii Integracyjnej i Porównawczej w Charleston. Podczas ruchu prostoliniowego wąż nie musi wyginać ciała na bok, by się przesunąć. Unosi swoje brzuszne łuski i sunie do przodu, przesyłając od głowy ku ogonowi falę mięśniową. Ruch prostoliniowy jest bardzo wydajny i szczególnie przydatny podczas pokonywania szczelin, a to bezcenna umiejętność dla robotów ratowniczych.
      Scalybot 2 automatycznie zmienia kąt ustawienia łusek w zależności od rodzaju terenu i stoku. Pozwala mu to na zwalczanie albo generowanie tarcia. Czterosilnikową maszynę kontroluje się za pomocą dżojstika.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opadające krople deszczu trą o powietrze, przez co energia kinetyczna zarówno kropli jak i powietrza zamieniana jest w energię cieplną i zostaje rozproszona. Grupa matematyków policzyła ilość rozpraszanej w ten sposób energii i ze zdumieniem odkryła, że opady deszczu mogą być bardzo istotnym składnikiem ogólnego bilansu energetycznego atmosfery.
      Matematycy Olivier Pauluis z New York University oraz Juliana Dias z Narodowej Administracji Oceanów i Atmosfery (NOAA) wykorzystali dane uzyskane przez program Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM). Z ich obliczeń wynika, że pomiędzy 30. stopniem szerokości północnej a 30. stopniem szerokości południowej, rozproszenie energii wskutek tarcia kropli deszczu o powietrze średnio 1,8 wata na metr kwadratowy. Spadające krople wody i kryształki lodu stanowią minimalną część masy atmosfery, jednak, jak się okazuje, prowadzą do rozproszenia olbrzymich ilości energii.
      Specjaliści przewidują, że w miarę jak klimat będzie się ocieplał, opady staną się bardziej intensywne. Co więcej krople będą miały dłuższą drogę do przebycia, gdyż para wodna będzie kondensowała na większych wysokościach. Pauluis uważa, że na każdy stopień wzrostu temperatury ilość rozpraszanej energii wzrośnie o kilka procent. Wyliczenia te są zgodne z wcześniejszymi modelami klimatycznymi. Spodziewamy się, że wraz ze wzrostem temperatury wielkoskalowe cyrkulacje powietrza w tropikach, takie jak komórka Hadleya czy komórka Walkera osłabną - mówią uczeni. Można zatem spodziewać się osłabnięcia pasatów, które są częścią obu komórek.
      Nie osłabną za to huragany. Są one bowiem zależne nie od energii zgromadzonej w atmosferze a od temperatury powierzchni oceanów. Eksperci zapowiadają wzrost siły tych wiatrów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Picie 3 razy dziennie kubka czarnej herbaty może znacząco obniżyć ciśnienie krwi. I to zarówno skurczowe, jak i rozkurczowe (Archives of Internal Medicine).
      W eksperymencie wzięło udział 95 Australijczyków w wieku od 35 do 75 lat. Pili oni 3 kubki czarnej herbaty albo napoju o tym samym smaku i podobnej zawartości kofeiny (placebo). Różnica polegała na tym, że alkaloidu nie pozyskano z herbaty.
      Po upływie 6 miesięcy naukowcy z Uniwersytetu Zachodniej Australii zauważyli, że w porównaniu z placebo, u osób pijących czarną herbatę 24-godzinne ciśnienie skurczowe i rozkurczowe były niższe o 2-3 mm słupa rtęci.
      Prof. Jonathan Hodgson podkreśla, że w przyszłości trzeba będzie jeszcze sprawdzić, w jaki sposób czarna herbata obniża ciśnienie. Wspomina jednak, że wcześniejsze badania wykazały, że zawarte w niej flawonoidy wzmacniają naczynia krwionośne.
×
×
  • Create New...