İlginç Bilim | Yunus ve atom bombasının mantar bulutu tarafından tüküren balon aynı prensip mi?
Herkes "Kedi ve Fare" yi veya başka bir çizgi filmi izlemiş olmalı ve bunun gibi sigara içen halkalardan sahneler var.
"Kedi ve Fare" nin çizgi filminde çekilen duman halkası, gerçek hayatta bu kadar çok kelimeyi tükürmek imkansız olsa da, yine de yuvarlak bir duman halkası çıkarabilir.
Tesadüfen, bu tür bir çevreyi sevenler sadece insanlar değil ...
Okyanusta tükürdüğü dairelerle oynayan bir balina
Akvaryumdaki yunuslar da daireler çizerek oynamayı severler.Elbette hiçbiri duman halkaları çıkaramaz ama hepsi hava halkaları çıkarabilir. Suda ileri nefes aldığınız sürece, daire sürtünme etkisi altında ilerlemeye devam edecektir.
Bu halka akışkanlar mekaniğinde yaygın olarak incelenmiştir ve resmi adı girdap halkası olarak adlandırılır.
Kabarcık halkası, su içinde hava ile dolu bir girdap halkasıdır. Köpük halka suda hareket ettiğinde, halkadaki hava ve yakındaki su Açısal dönüş (Poloidal rotasyon), tıpkı kol üzerinde bir dizi yumuşak bilekliği yuvarlarken olduğu gibi, bileklik öteleme ve açısal rotasyonda hareket edecektir. Köpük halkanın açısı ne kadar hızlı dönerse, o kadar stabil hale gelir.
Girdap halkasındaki sıvının akış yönünün şematik diyagramı. Halkadaki sıvının eksen etrafında döndüğü ve halkanın açısal dönüşü ne kadar hızlı olursa halka o kadar stabil hale geleceği görülebilir.
Girdap halkasındaki açısal dönüşü herkesin anlamasını kolaylaştırmak için yukarıdaki resmi görebilirsiniz Havuzda iki kişi bir girdap halkası oluşturdu. Vorteks halkası yükseldikçe, içine yerleştirilen küçük nesneler de vorteks halkası ile hızla dönerek vorteks halkası içindeki sıvı akış yönünü gösterir.
Vorteks halkalarının varlığı çok yaygındır ve onları birçok yerde görebiliriz.
Yukarıdaki resim sezgisel olarak yüksek hızda uçan bir uçağı göstermektedir ve bunun yarattığı aşağıya doğru çekiş aynı zamanda vorteks halkalarının oluşmasına da neden olacaktır.
Birçok gösteri deneyinde Hava topu Bu proje aslında benzer bir prensibi kullanıyor: Alttaki elastik filmin çekilmesi, serbest bırakıldıktan sonra havayı dışarıya üfleyecektir.Bu üflenen hava, hava direnci etkisi altında sabit bir girdap halkası oluşturacak ve çok uzun bir mesafeye iletecektir. . Yukarıdaki resimdeki girdap halkası, tutuşturulduktan sonra bir alev halkası oluşturan yanıcı gazı harekete geçirir.
BBC belgeseli, Vortex Ring Cannon . Girdap halkası, gazın tutuşturulması ve dışarı doğru püskürtülmesi ile oluşturulur, namlu ağzında görülen girdap halkası, içerideki gaz değil, gazın hızlı büzülmesi ve genişlemesi ve su buharının yoğunlaşmasıyla oluşan girdap halkasıdır.
"Sekiz yüz mil uzaktaki" hedefi yenmek mümkün olmasa da, bu kadar küçük bir hedefi yakın mesafeden imha etmek kolaydır.
Ağır çekimde mükemmel mükemmel bir girdap halkası sürekli ilerliyor
Girdap halkaları fenomeni o kadar yaygındır ki, akışkanlarla ilgili herhangi bir deneyde görebilirsiniz. Örneğin aşağıdaki resimdeki alkol roketinde, içindeki alkol buharı tutuşturulduğunda çıplak gözle görülebilen girdap halkaları olacaktır.
Alkol roketinin gösteri deneyi. Şişenin içindeki açık mavi dairenin sürekli ilerlediğini görebilirsiniz.
Vorteks halkalarının her yerde olduğunu söylemeliyim. Bu "çörek" gerçekten büyüleyici.
Atom bombasının ve hidrojen bombasının patlamasıyla oluşan mantar bulutu bile sürekli yükselen devasa bir girdap halkasıdır.
Hidrojen bombası patlaması
Atom bombası patlaması
Atom bombası ve hidrojen bombası patlaması sürecinde büyük miktarda yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı gaz hızla genişleyerek şok dalgaları oluşturacaktır.
Ve bu ani büyük hacimdeki düşük yoğunluklu gaz bir mantar bulutu oluşturacak ve bu süreç Rayleigh-Taylor istikrarsızlığına neden olacak. Büyük miktarda gaz keskin bir şekilde yükselir ve bir girdabın kenarları boyunca aşağı doğru bükülmesine neden olur ve merkezi silindirik bir "mantar sapı" oluşturmak için bir girdap halkası oluşturur. Gaz ve sürüklenen nemli hava, sonunda dış dünya ile aynı yüksekliğe yükselir ve yayılırken, alt yerden yükselen toz birikir). Bu sabit yükseklik, başlangıç yüksekliğinin üzerindeki havanın sıcaklığına, çiğlenme noktasına ve rüzgar kaymasına bağlıdır.
Vorteks halkaları üzerine de pek çok araştırma konusu var: Örneğin, iki vorteks halkası çarpıştığında ne olacak? Yukarıdaki resim, 27 yıl önce Nature'da yayınlanan iki vorteks halkasının çarpışmasıyla ilgili bir videoyu gösteriyor. T. T. Lim ve T. B.Nikel (Nature 1992'de Yayınlanmıştır)
Modern insanlar tarafından yüksek çözünürlüklü görüntüleme ekipmanı yardımıyla geri yüklenen video görüntüleri
İki vorteks halkası çarpıştığında ne olur? Aslında çok ilginç bir konu. 27 yıl önce bir araştırma makalesi, böyle bir çarpışmadan sonra, girdap halkalarının çarpıştığı düzlemde birçok dikey küçük girdap halkasının oluşacağını ortaya çıkardı. Bu fenomenin arkasında çalışmaya değer birçok şey var.
Vorteks halkasıyla ilgili çok fazla anlatılmamış hikayemiz var. Vorteks halkasını gerçekte görmek istiyorsanız, daha iyi ...
Yani dönüyor
* Referans malzemeleri ve video içerik kaynakları:
1. Vortex Cannon! -Bang Teori Önizlemesine Gidiyor-BBC One
2. Kabarcık Halkası-Wikipedia
3. Mantar Bulutu-Wikipedia
4. Vorteks Halkası, Yakın Çekim, Ağır Çekim.-Giesbert Nijhuis
5. Vorteks Halkaları Bilimi-Kraliyet Enstitüsü
6. YouTube blog yazarı SmarterEveryDay, Vorteks halkası çarpışma deneyini nihayet geri getirmenin üç yıl sürdüğünü, YAVAŞ HAREKET-Daha Akıllı Her Gün 195'te Çarpışan İki Vorteks Halkası adlı videoda gösterdi.
Kaynak: Fizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
