Forskere fandt ud af, at rotation forårsager zig-zag af stigende partikler

Enhver nysgerrig person må have observeret luftbobler stige gennem en akvarietank med vand.

Tilsvarende vi ved alle, at en tung sten synker lige i vand. Luftboblen stiger på grund af dens opdrift, dvs. det faktum, at det er lettere end vand, og den tunge sten falder, fordi den er tungere end vand. Imidlertid, i modsætning til den tunge sten, luftboblen stiger ikke lodret lige. Det zig-zag eller spiraler under dets stigende bevægelse i vand. Dette er et velkendt faktum og er populært kendt som "Leonardos" paradoks, efter Leonardo Da Vinci første gang observerede det i 1600-tallet. Der er blevet foreslået mange forklaringer på denne paradoksale adfærd, men der findes ingen fuldstændig forståelse af det.

Nu, forskere ved University of Twente og Tsinghua University i Beijing, Kina er kommet med en forklaring på zig-zag af stigende partikler. De opdagede rollen som en manglende parameter, partiklens "inertimoment", og fandt ud af, at reducering af inertimomentet i sidste ende er ansvarlig for udviklingen af ​​zig-zagging/spiralbevægelser. Forskerne siger, at "inertimomentet blev fuldstændig ignoreret i fortiden, hvilket forklarer forvirring og mangel på forståelse for zigzag og spiraldannelse af flydende partikler. "

Fra zigzaggingbobler til sportsbolde

Resultaterne har stor betydning for vores forståelse af hverdagsobservationer. For eksempel:zig-zag stier af luftbobler, der stiger i en akvarietank. Yderligere, indsigterne fra denne undersøgelse kunne også udvides til sportsfysik. For eksempel, sportsboldens rotationsinerti skal overvåges i fremtiden for bedre at kunne forudsige sportsboldbevægelser. Det berømte bananfrispark af Roberto Carlos, bevægelsen af ​​Knuckle -bolde i baseball sport, og top-spin-responsen på en tennisbold er eksempler.

Ud over den nysgerrighedsdrevne del, resultatet vil også være nyttigt for en række forskellige fysik- og ingeniørfællesskaber. Inden for kemiteknik, blandingen induceret af zig-zagging partikler er meget vigtig. Fundet giver mulighed for at 3D-printe partikler med lav rotationsinerti, som kan frigives i flerfasede reaktorstrømme for enormt at forbedre blandingen og varmetransporten i kemitekniske processer.

Den videnskabelige artikel blev offentliggjort i 4. august -udgaven af Fysisk gennemgangsbreve tidsskrift.