Flaskor, bubblor och brott

Ett populärt partytrick är att fylla en glasflaska med vatten och slå i toppen av flaskan med en öppen hand, vilket gör att flaskans botten går sönder, säger David Jesse Daily och kompisar vid Brigham Young University i Provo, Utah.

Flaskorna går bara sönder när de fylls med stillastående vatten och inte när de fylls med kolsyrat eller när de är tomma. Frågan är: varför?

Idag avslöjar dessa killar exakt hur denna process sker i en intressant video för årets Gallery of Fluid Motion-tävling, ett årligt evenemang som drivs av Fluid Dynamics Division i American Physical Society ( högupplöst nedladdning eller lågupplöst nedladdning ).

Dessa killar mäter först det ögonblick då flaskan går sönder och säger att detta inte sammanfaller med ögonblicket när flaskan slås.

Istället använder de höghastighetsvideofilmer för att visa att stöten från handen får flaskan att accelerera nedåt och detta skapar ett område med lågt tryck i botten av vätskan.

Om accelerationen är tillräckligt stor sjunker trycket under ångtrycket och vätskan förångas och bildar bubblor. Detta är en välkänd process som kallas kavitation.

Så fort trycket återgår till det normala, kollapsar bubblorna. Men intressant nog sker denna kollaps med ungefär tio gånger hastigheten för bubbelbildning. Det producerar också momentana krafter som är mycket mer koncentrerade än de som orsakade accelerationen.

Det är dessa krafter som bryter flaskan.

Daily och co fortsätter med att visa att denna process inte fungerar när flaskan är fylld med kolsyrat vatten. Anledningen är enkel. Handens slag gör att bubblor bildas som tidigare men istället för att kollapsa fylls bubblorna med koldioxid och flyter iväg.

På samma sätt fungerar inte effekten med en tom flaska eftersom bubblorna inte kan bildas alls.

Så nu vet du det.

Och moralen i denna berättelse? Undvik studentfester i Utah.

Ref: arxiv.org/abs/1210.3764 : Katastrofal sprickbildning med tillstånd av stilla kavitation

Dölj