Atrisināta Ričarda Fainmena reversā smidzinātāja mīkla – jauns pētījums par “jocīgajiem smidzinātājiem”
Ņujorkas Universitātes pētnieki ir apstiprinājuši teoriju par to, kā ūdens plūsmas leņķiskais impulss liek griezties reversajiem smidzinātājiem, un paplašinājuši to uz “jocīgajiem” modeļiem.
Ņujorkas Universitātes (NYU) Kuranta institūta pētnieki ir veikuši eksperimentus ar dažādu formu “jocīgajiem smidzinātājiem”, lai atrisinātu ilgstošu šķidrumu dinamikas problēmu. Rezultāti publicēti žurnālā Proceedings of the National Academy of Sciences.
Reversā smidzinātāja problēma ir saistīta ar fiziķi Ričardu Feinmenu, kurš to popularizēja 20. gadsimta 40. gados, kad bija Prinstonas Universitātes students. Problēmas pirmsākumi meklējami jau 1883. gadā, kad Ernsts Mahs savā mācību grāmatā aprakstīja domu eksperimentu, kurā reverss smidzinātājs, iesūcot ūdeni, negriežas, jo spēki izslēdz viens otru. Feinmena paša eksperiments parādīja nelielu trīci, bet smidzinātājs palika nekustīgs.
- gadā NYU lietišķais matemātiķis Leifs Ristrops un kolēģi uzbūvēja smidzinātāju ar īpaši zemas berces gultņiem un atklāja, ka reversais smidzinātājs griežas 50 reizes lēnāk nekā parastais, bet darbojas pēc līdzīgiem principiem. Viņi to nosauca par “iekšpusē apgrieztu raķeti”. Tomēr šis pētījums attiecās tikai uz S-veida rokām.
Jaunākajā pētījumā Ristrops un kolēģi pārbaudīja pašu radītus “jocīgos smidzinātājus” gan tiešajā, gan reversajā režīmā. Novērojumi spēcīgi atbalstīja viņu “impulsa plūsmas teoriju” un neatbilda nedz Maha, nedz Feinmena hipotēzēm. Pētnieki arī atklāja, ka smidzinātāja roku forma var kontrolēt strūklas plūsmu, un piedāvāja vadlīnijas konstrukcijām, kas rada griezes momentu.
“Mūsu atklājumi sniedz stabilāku izpratni par to, kā komponenti reaģē uz šķidruma plūsmām – zināšanas, kas var vadīt turpmākos inženiertehniskos un tehnoloģiskos sasniegumos, piemēram, turbīnās, kas pārvērš plūsmas enerģijā,” sacīja līdzautors Brenans Sprinkle no Kolorādu Kalnrūpniecības skolas.
Ristropa laboratorija regulāri risina līdzīgas krāsainas reālas pasaules mīklas, tostarp pētījusi perfekta burbuļa recepti, akmens mežu veidošanos, Teslas vārsta darbību un papīra lidmašīnu aerodinamiku.
