Odgłos kapiącej wody zależy od kontekstu - jeśli krople spadają z urwiska do chłodnej, zacienionej sadzawki, możemy pomyśleć, że dźwięk jest piękny. Jeśli całą noc kapią z kranu do zlewu, możemy pomyśleć, że dźwięk ten został zaprojektowany przez naturę jako forma tortur. W obu przypadkach jedno jest pewne: dźwięk kapiącej wody jest charakterystyczny, a teraz, informuje Sarah Gibbens z National Geographic, ciekawscy naukowcy odkryli, dlaczego.
W 2016 roku inżynier University of Cambridge Anurag Agarwal odwiedzał przyjaciela w Brazylii w porze deszczowej. Woda ściekała ze szczeliny w dachu do wiadra poniżej, ciągnąc całą noc. Ta irytująca, nieprzespana noc sprawiła, że Agarwal zastanawiał się, jak kropelki wytwarzają ten szczególny dźwięk. Uznał, że gdyby po prostu kropla wody uderzyła o powierzchnię wody w wiadrze, byłoby to znacznie trudniejsze. Działo się coś innego.
Więc kiedy wrócił do domu, postanowił to zbadać. George Dvorsky z Gizmodo donosi, że nie był pierwszym, który zaintrygował go. Już w 1908 roku naukowiec o nazwisku Arthur Worthington robił zdjęcia uderzeniom kropel. W ciągu ostatniego stulecia naukowcy kontynuowali analizę fizyki krystalicznej kropelek płynów, ponieważ zrozumienie dynamiki płynów kropelek znajduje zastosowanie w drukowaniu i ulepszaniu silników spalinowych. Badacze spędzili również mniej więcej ostatni wiek, próbując dowiedzieć się, jak powstaje dźwięk zgrzytu . Chociaż istnieje wiele hipotez, nikt nie był w stanie tego zrozumieć.
Agarwal postanowił zrobić zdjęcie, używając ultraszybkiej kamery i mikrofonów nad i pod powierzchnią wody. Dzięki temu zespół mógł dokładnie obserwować i słyszeć, co się dzieje, i prześledzić dźwięk do źródła.
„Dużo pracy włożono w mechanikę fizyczną kapiącego kranu, ale niewiele zrobiono w kwestii dźwięku”, mówi Agarwal w komunikacie prasowym. „Ale dzięki nowoczesnej technologii wideo i audio możemy w końcu dowiedzieć się dokładnie, skąd dochodzi dźwięk, co może pomóc nam go zatrzymać”.
Więc co się dzieje? Jest to trochę skomplikowane, ale Gibbens wyjaśnia, że gdy kropla wody uderza w powierzchnię wody, nie wydaje żadnego dźwięku. Zamiast tego tworzy małą wnękę na powierzchni wody z małą kolumną wody tryskającej pośrodku, klasyczny obraz kropli wody. Utworzenie tej kolumny wody powoduje również powstanie małego bąbla pod kolumną wody, który oscyluje 5000 razy na sekundę. Ta odbijająca się bańka powoduje również oscylację wody pod wnęką. To właśnie powoduje słyszalne mrugnięcie . Wszystko dzieje się w ciągu około 35 milisekund. „Korzystając z szybkich kamer i mikrofonów o wysokiej czułości, mogliśmy po raz pierwszy bezpośrednio zaobserwować oscylację pęcherzyka powietrza, pokazując, że pęcherzyk powietrza jest kluczowym czynnikiem napędzającym zarówno podwodny dźwięk, jak i charakterystyczny dźwięk w powietrzu „dźwięk”, mówi współautor Sam Phillips, również z Cambridge, w komunikacie.
Chociaż badanie rozwiązuje jedną z małych tajemnic życia, zgodnie z wydaniem, może mieć kilka praktycznych zastosowań. Informacje te mogą zostać wykorzystane do znalezienia nowych sposobów mierzenia opadów deszczu lub wydawania dźwięków dźwiękowych w filmach i grach wideo, co, jak się okazuje, jest zaskakująco trudne. Dvorsky informuje, że oferuje również rozwiązanie, jeśli kapanie lub nieszczelny sufit doprowadzają Cię do szału - dodaj trochę mydła do pojemnika łapiącego wodę. Zakłóci to napięcie powierzchniowe, zmieniając fizykę i eliminując plinkę .
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Scientific Reports .
