Ланцюговий фонтан

Ланцюговий фонтан, відомий також як само-сифонування намистин або ефект Моулда — контрінтуїтивне фізичне явище, яке спостерігається при викиданні назовні одного кінця ланцюжка намистин, поміщеного в посудину, при цьому спадаючі донизу ланки витягують решту ланцюга у вигляді арки, що здіймається в повітря з помітним прозором і ніби висмоктується з посудини невидимим сифоном[1].

Фотографія ланцюгового фонтану в дії

Детальний опис

Найбільш вираженим цей ефект є при використанні довгого металевого кулькового ланцюга з жорсткими ланками. Чим вище посудина розміщена над поверхнею, на яку падатиме ланцюжок, тим вище він підніметься аркою під час сифонування. Як показують експерименти, якщо посудина піднята на 30 метрів над землею, а ланцюг є достатньо довгим, арка може сягати висоти близько 2,1 м над краєм посудини[2].

Це явище вперше привернуло широку увагу завдяки відеоролику, відзнятому в лютому 2013 року популяризатором науки Стівом Моулдом[3]. Його відео на YouTube, в якому він продемонстрував фонтанування намистин і запропонував своє пояснення[4][5] (станом на травень 2020 має понад 2.221.000 переглядів[6]), зацікавило вчених Кембриджського університету Джона Біггінса та Марка Уорнера[7]. Вони опублікували власні висновки про те, що зараз відоме як "ланцюговий фонтан", у виданні Proceedings of the Royal Society A[8].

Пояснення

Запропоновано декілька пояснень цього явища на основі таких понять кінематики, як енергія та імпульс[9][10][11]. Науковці вважають, що ефект ланцюгового фонтану, що здіймає нитку намистин аркою, породжується висхідними силами всередині посудини. Ці сили пов'язані з жорсткістю ланцюгових ланок та обмеженням згинання кожного окремого з'єднання ланцюга[3][12]. Коли ланка ланцюга витягується вгору за край посудини, вона обертається, як жорсткий стрижень, закріплений з одного кінця. Це спрямоване донизу обертання створює напругу на протилежному кінці ланки, що, в свою чергу, генерує реактивну силу, спрямовану догори. Саме ця реактивна сила спостерігається як ланцюговий фонтан. Ефект посилюється випадковими зіткненнями ланок всередині посудини, але не вони є основним рушієм "фонтану".

Дивись також

Список літератури
  1. Scientific American.
  2. 第1期-刘谦郎朗被吊起“命悬一杯” 撒贝宁对大炮求虐【加油！向未来20160703】.
  3. Gibney, Elizabeth (15 січня 2014). Physicists explain 'gravity-defying' chain trick. Nature. doi:10.1038/nature.2014.14523.
  4. Understanding the chain fountain: A problem-solving partnership (w/ Video). Phys.org. 15 січня 2014.
  5. Prigg, Mark (16 січня 2014). Scientists finally solve the mystery of what is REALLY happening in the hit 'leaping chain' YouTube video. Daily Mail.
  6. Mould, Steve. The Chain Fountain AKA The Mould Effect. youtube.com (англійська). коротке (35 сек) відео в youtube.
  7. Wade, Lizzie (14 січня 2014). Video: How the 'Chain Fountain' Defies Gravity. Science.
  8. Biggins, J. S.; Warner, M. (15 січня 2014). Understanding the chain fountain. Proceedings of the Royal Society A 470 (2163): 20130689. Bibcode:2014RSPSA.47030689B. arXiv:1310.4056. doi:10.1098/rspa.2013.0689.
  9. Goodman, William (25 червня 2013). See physics phenomenon of self siphoning beads. CBS News.
  10. Wired.
  11. Bixler,Bob (Jul 14, 2016) "Bead Chain Physics".[url=https://www.youtube.com/watch?v=_jQ2LAnRHQ0],
  12. Biggins, J. S.; Warner, M. (2014). Understanding the chain fountain. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 470 (2163): 20130689. Bibcode:2014RSPSA.47030689B. arXiv:1310.4056. doi:10.1098/rspa.2013.0689.

    Biggins, John Simeon; Warner, Mark (2013). Understanding the Chain Fountain. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 470 (2163): 20130689. Bibcode:2014RSPSA.47030689B. arXiv:1310.4056. doi:10.1098/rspa.2013.0689.

Зовнішні посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.