Morfologii de depozit pentru o particulă de decantare. La creșterea fie a volumului de injecție, fie a înălțimii de decantare, raza de depozit crește. Credit: M. Souzy et al., 2025
Ei au folosit mărgele sferice de sticlă borosilicată de diferite diametre pentru a reprezenta boabele de sare și au încărcat diferite volume fixe de margele în tuburi cilindrice. Apoi au deschis fundul tubului pentru a elibera margelele, surprinzând cum au căzut și s-au așezat cu o cameră Nikon D300 plasată în partea de sus a rezervorului. Rezervorul a fost iluminat de jos de un ecran cu lumină LED uniformă și difuzor pentru a obține un fundal uniform.
Fizicienii au descoperit că gravitația va trage o singură particulă spre fundul rezervorului, creând o mică rezistență care afectează fluxul de apă în jurul acestuia. Acea perturbare devine mult mai complicată atunci când multe particule mari sunt eliberate simultan, fiecare având propriul drum care își afectează vecinii. Deci, particulele care cad încep să se miște pe orizontală, distribuind particulele care cad într-un model circular de expansiune.
Particulele eliberate de la o înălțime mai mică cad mai repede și formează un model cu o regiune centrală curată. Cele eliberate de la o înălțime mai mare durează mai mult să cadă în fund, iar norul de particule se extinde radial până când particulele sunt suficient de îndepărtate pentru a nu fi influențate de traseele particulelor învecinate astfel încât să nu mai formeze un nor. În acest caz, ajungeți cu un depozit omogen de inel de sare.
„Acestea sunt principalele ingrediente fizice și, în ciuda aparentei sale simplități, acest fenomen cuprinde o gamă largă de concepte fizice, cum ar fi sedimentarea, curgerea netârâtoare, interacțiunile pe distanță lungă între mai multe corpuri și antrenarea trezirii.” spuse Souzy. „Lucrurile devin și mai interesante odată ce îți dai seama că particulele mai mari sunt mai deplasate radial decât cele mici, ceea ce înseamnă că poți sorta particulele după dimensiune doar aruncându-le într-un rezervor de apă. A fost o experiență generală grozavă, pentru că ne-am dat seama curând că simpla noastră observație a vieții de zi cu zi ascunde o varietate bogată de mecanisme fizice.”
Aceste fenomene sunt la fel de relevante în afara bucătăriei, potrivit autorilor, mai ales în contexte geofizice și industriale precum „descărcarea de materiale dragate și deșeuri industriale în râuri, lacuri și oceane”, au scris ei. „În scenariile care implică deșeuri contaminate, înțelegerea comportamentului atât al deșeurilor solide, cât și al fluidului care interacționează este crucială”.
Fizica fluidelor, 2025. DOI: 10.1063/5.0239386 (Despre DOI).
Comentarii recente