Илья Колмановский /

/ Москва

Эксперименты на пляже: наставление для отдыхающих

Сегодня ученые дали всему миру загадку — решать ее можно прямо на пляже. Внутри — поразительное видео, снятое сверхскоростной камерой в свободном падении

Фото: Alamy/Photas
Фото: Alamy/Photas
+T -
Поделиться:

Лето, отпуск. Сидя на пляже, наберите пригоршню воды. Начните выливать с высоты своего роста — поток немедленно разбивается на капли. Что удерживает вместе молекулы воды? Сила поверхностного натяжения.

Наберите в другую руку сухой песок, начните высыпать. Песчинки летят сплошным потоком, и в нем не видно комков.

НЕВЕРНО!

Статья во вчерашнем Nature была сделана так: ученые сыпали песок и «роняли» вместе с потоком камеру, которая делала 1500 кадров в секунду — так мы можем снимать напарника по парашютному спорту в свободном падении. Из видео ясно, что песчинки слипаются, как капли. Что держит их вместе? Почему песок ведет себя как жидкость? Эту тайну пока не разгадали.

Комментировать Всего 12 комментариев
А в чем тайна то?

Если бы песок веером, во все стороны, а он опять залипал.... А так..... гораздо интереснее вопрос: почему вода мокрая? Вот вопрос вопросов.

Вода объединяется в капли, потому, что группы ее молекул создают силу поверхностного натяжения. А у песчинок - откуда силы слипаться? пока не ясно.

А вода мокрая потому же, почему синий цвет - синий. Наши рецепторы заточены под восприятие мира, и ощущение влаги - одно из ключевых. Ощутив текучее тело, рецепторы отправляют сигнал об этом в мозг - где он и воспринимается как "мокрое". Если переподключить нейроны, которые несут сигналы от рук, мокрое покажется синим, а твердое - громким.

Оно понятно, что поверхностного притяжения...

У песчинок та же история, только у них Земля самая большая капля. А переподключать ничего не надо.  И так путаница в башке. Ладно я, а ученые то: по поводу песчинок....!? Делать им не хрена.

Песчинки могут слипаться в комочки из-за силы сопротивления воздуха. Так, если нижняя песчинка летит медленнее (из-за своей формы), то она в вертикальной плоскости (снизу вверх) приклеится к летящей следом (если смотреть запись падающей камеры).

Но по-моему это не объясняет, почему слипаются сотни песчинок... нет?

Именно объясняет! Если рассыпать песчинки на горизонтальной поверхности, то они не слипнутся, значит, для слипания нужны силы, действующие снизу вверх или наоборот. Идеально было бы заснять падающей камерой не "струйку" песчинок, а "стену". Я думаю, что песчинки слипались бы по такому же принципу - вертикально, а не с соседями по горизонтали.

У всех песчинок разная форма, следовательно, они летят вниз с разной скоростью и должны как минимум сталкиваться и образовывать комочки

Я все же не представляю себе, чтобы так слипались сотни песчинок; они должны тогда летить единым столбиком, одна на другой, одна на другой. Силы действуют не вертикально, а во все стороны, слепляя комок.

В статье есть намек: они смогли замерить некие электростатические силы на поверхности песчинок... Но я не могу в этом разобраться! могу прислать саму статью.

Могу ошибаться, но электростатические силы на поверхности песчинки должны быть очень слабыми по сравнению с гравитационной силой, притягивающей песчинки к земле, и электростатических сил должно быть недостаточно для того, чтобы летящие песчинки образовывали комочки

Думаю, эти силы зависят от площади, а площадь у них огромная, особенно относительно их ничтожной массы (а значит, и веса).

Тогда почему они слипаются не сразу, а по прошествии времени?

У меня есть еще одна версия. Возможно, играет роль все та же вода на поверхности песчинок, которая стремится образовать каплю из-за поверхностного натяжения. Для эксперимента было бы полезно проделать то же самое с нагретым песком

воду они точно исключили - песок был совершенно сухой