W 2016 roku młodzież Ameryki miała obsesję na punkcie tej jednej fajnej sztuczki: wyzwania butelki z wodą. Koncepcja jest prosta, ale łatwiej powiedzieć, niż zrobić. Wystarczy przerzucić pełny lub w połowie pusty plastikowy bidon, aby wylądował pionowo. Dzieci w całym kraju opowiadały o swoich sukcesach i porażkach na YouTube, a marszczenie butelek po wodzie doprowadzało ich rodziców do szaleństwa. Szaleństwo mogło zniknąć, ale fizyka wciąż pozostaje. Właśnie dlatego, informuje Mindy Weisberger z LiveScience, grupa młodych badaczy opublikowała niedawno artykuł pokazujący, jak za każdym razem wylądować butelkę z wodą.
Według komunikatu prasowego, pięciu studentów pierwszego roku na Uniwersytecie w Twente postanowiło rozwikłać zagadnienie fizyki związane z butelką z wodą na zajęcia z Dynamiki i Względności. Używając aparatu w wysokiej rozdzielczości, filmowali klapki po klapce pełnych i częściowo napełnionych butelek z wodą, a także butelek zawierających dwie piłki tenisowe. Następnie przeanalizowali filmy i sprowadzili ruchy do formuł fizycznych. Odkryli, że przewrócenie, które powoduje największy spadek prędkości kątowej, najprawdopodobniej utkwiło w lądowaniu.
W praktyce zespół stwierdził, że najlepsza butelka typu flipping jest pełna w 20–41 procentach. Według badań lądowanie pełnej butelki jest prawie niemożliwe, ponieważ prędkość obrotowa butelki nie zmienia się. Jednak przy częściowo napełnionej butelce woda rozprzestrzenia się podczas wirowania, zmieniając prędkość obrotową.
„Nie patrzyliśmy na wodę w butelce jako na płyn, ale zamiast tego zakładaliśmy, że zachowuje się ona jak coś sztywnego”, powiedział jeden z studentów-badaczy Pim Dekker w Michaela Nesvarova na U Today na początku tego roku. W rzeczywistości butelki z wodą i piłki tenisowe zachowywały się w ten sam sposób.
„Na podstawie naszych eksperymentów pokazaliśmy, że masa obracającego się obiektu rozchodzi się po nim, zmniejszając prędkość. Oznacza to, że rozkład masy spowalnia butelkę i zwiększa szanse na udane lądowanie ”- mówi Dekker.
Badania pojawiają się w American Journal of Physics, dość imponującym wydawnictwie dla studentów. Zespół początkowo nie zamierzał kończyć pracy w prestiżowym czasopiśmie. „Zaczęło się od regularnego projektu naszego kursu Dynamics” - powiedział Nesvarova jeden z autorów, Mees Flapper. „Mogliśmy wybrać dowolny temat, który nam się podobał, a wyzwanie polegające na przerzucaniu butelek z wodą było wówczas wielkim hitem online. O ile nam wiadomo, nie było publikacji poświęconych temu zjawisku. Nasi nauczyciele Alvaro Marin i Jacco Snoeijer bardzo polubili ten temat, a później poprosili nas o pomoc w napisaniu na ten temat artykułu. To nas zaskoczyło, ale oczywiście się zgodziliśmy. ”
Gazeta może być za późno, aby uratować ludzkość przed ciągłym chrupaniem butelek z wodą, które sprawiły, że 2016 i 2017 rok stały się koszmarem dla wielu, ale Flapper mówi Weisbergerowi z LiveScience, że badania mają większy sens.
„Nie powinieneś bać się myśleć nieszablonowo - nawet w abstrakcyjnym, teoretycznym polu [takim] jak fizyka” - mówi.
Potrzeba jednak poważnego myślenia od razu po wyjęciu z pudełka, aby wyjaśnić inne nowsze odczucia na YouTube, takie jak niepokojące 100-warstwowe wyzwanie lub wyzwanie tańca Fortnite.
