Учёные всерьёз изучили конкурс из соцсетей с подбрасыванием бутылки
В ходе экспериментов с использованием надувных мячей, пластиковых бутылок и высокоскоростной видеокамеры исследователи из Чили выяснили, как управлять ёмкостью, закручивая воду внутри.
Эксперимент с неполной пластиковой бутылкой напоминает соревновательный вызов из соцсетей. Да так оно и есть: популярный конкурс «переверни бутылку» (Bottle Flip Challenge) физику Пабло Гутьерресу показал его сын. Суть челленджа в том, чтобы подброшенная пластиковая бутылка после кувырка приземлилась на донышко. Гутьеррес, который изучает динамику жидкости в Чилийском университете О’Хиггинса, заинтересовался научной основой состязания. Да настолько, что коллега Гутьерреса Леонардо Гордильо, физик из Университета Сантьяго, со смехом говорит о товарище: «Он бросал много бутылок».
Итак, физики перенесли опыты с подбрасыванием бутылки в лабораторию. Они приклеили половинки резиновых мячиков ко дну бутылок, чтобы усилить отскок. И сделали важное для понимания наблюдение: бутылки, которые они покрутили перед тем, как выпустить из руки, отскакивали гораздо слабее, вероятно, благодаря гидродинамике. Чтобы проверить это, физики создали хитроумное устройство, которое могло вращать и бросать бутылки с научной точностью. Высокоскоростная видеокамера фиксировала жидкость внутри со скоростью 2000 кадров в секунду. Действительно, чем быстрее закручивалась вода, тем точнее и устойчивее приземлялась бутылка. Результаты опытов опубликовали в научном журнале Physical Review Letters. На рисунке показано, как вращение влияет на результат броска.

Подобно пассажирам автомобиля при крутом повороте бурлящая вода внутри бутылки приникает к стенкам контейнера. При этом жидкость равномерно поднимается вдоль стенок. Когда бутылка ударяется о землю, вода обрушивается к одной точке в центре основания. Вся жидкость словно бы пытается пройти через эту точку, но не может. Поскольку, условно говоря, пробить дно не получается, вода поднимается обратно вверх. Наибольшая часть импульса падающей бутылки перенаправляется в эту вертикальную струю, а не в отскок, что смягчает удар. И это объясняет, почему закрученные бутылки после кувырка имеют тенденцию как бы прилипать к земле. Затем вращающаяся струя воды кружится подобно торнадо и разлетается на капли, прежде чем большая её часть ударяется о горлышко бутылки.
Помимо чисто научного интереса результаты таких наблюдений могут быть полезны, например, для уменьшения повреждений цистерн с топливом при столкновении.
Кстати, видео к экспериментам не относится — на нём забавы энтузиастов, которые превратили челлендж с баклажкой в искусство.
Эксперимент с неполной пластиковой бутылкой напоминает соревновательный вызов из соцсетей. Да так оно и есть: популярный конкурс «переверни бутылку» (Bottle Flip Challenge) физику Пабло Гутьерресу показал его сын. Суть челленджа в том, чтобы подброшенная пластиковая бутылка после кувырка приземлилась на донышко. Гутьеррес, который изучает динамику жидкости в Чилийском университете О’Хиггинса, заинтересовался научной основой состязания. Да настолько, что коллега Гутьерреса Леонардо Гордильо, физик из Университета Сантьяго, со смехом говорит о товарище: «Он бросал много бутылок».
Итак, физики перенесли опыты с подбрасыванием бутылки в лабораторию. Они приклеили половинки резиновых мячиков ко дну бутылок, чтобы усилить отскок. И сделали важное для понимания наблюдение: бутылки, которые они покрутили перед тем, как выпустить из руки, отскакивали гораздо слабее, вероятно, благодаря гидродинамике. Чтобы проверить это, физики создали хитроумное устройство, которое могло вращать и бросать бутылки с научной точностью. Высокоскоростная видеокамера фиксировала жидкость внутри со скоростью 2000 кадров в секунду. Действительно, чем быстрее закручивалась вода, тем точнее и устойчивее приземлялась бутылка. Результаты опытов опубликовали в научном журнале Physical Review Letters. На рисунке показано, как вращение влияет на результат броска.

Подобно пассажирам автомобиля при крутом повороте бурлящая вода внутри бутылки приникает к стенкам контейнера. При этом жидкость равномерно поднимается вдоль стенок. Когда бутылка ударяется о землю, вода обрушивается к одной точке в центре основания. Вся жидкость словно бы пытается пройти через эту точку, но не может. Поскольку, условно говоря, пробить дно не получается, вода поднимается обратно вверх. Наибольшая часть импульса падающей бутылки перенаправляется в эту вертикальную струю, а не в отскок, что смягчает удар. И это объясняет, почему закрученные бутылки после кувырка имеют тенденцию как бы прилипать к земле. Затем вращающаяся струя воды кружится подобно торнадо и разлетается на капли, прежде чем большая её часть ударяется о горлышко бутылки.
Помимо чисто научного интереса результаты таких наблюдений могут быть полезны, например, для уменьшения повреждений цистерн с топливом при столкновении.
Кстати, видео к экспериментам не относится — на нём забавы энтузиастов, которые превратили челлендж с баклажкой в искусство.
- Дмитрий Ладыгин
- youtu.be/VJwoSfTOhyM
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Конец 30-летней легенды: Эверест может лишиться одного из главных символов
Эксперты предупреждают индийское правительство: экспедиция будет крайне опасной и вряд ли закончится успехом. Почему?...
Феномен Великой Зеленой стены: за счет чего 66 миллиардов деревьев, высаженных Китаем, растут быстрее естественных лесов?
И почему ученые решили, что природные леса все-таки лучше рукотворных?...
Тайна золотого вулкана: почему гора в Антарктике извергает драгоценный металл?
Ученые уже 30 лет пытаются разгадать этот природный детектив. Что удалось узнать исследователям...
Тайну четырех черных яиц с 6000-метров глубины океана раскрыли японские ученые
Дно морей изучено гораздо хуже, чем поверхность Марса и Луны. Неудивительно, что исследователи постоянно делают открытия...
Проклятье 30 июня: почему в этот день произошло столько крупных катастроф?
Официально виновата погода, но изучение деталей до сих пор вызывает множество вопросов...
Секрет охоты на мамонтов открыт: ученые только что разрушили один из главных мифов древней истории
То, что наука считала исторической реконструкцией, оказалось обычным эпизодом из голливудского фильма...
Ученые «разжаловали» индонезийских хоббитов из умников: огнем не владели, подъедались за варанами
Что же заставило археологов переписать целый пласт древней истории?...
Аномальный дождь из рыбы: 150 лет ученые не могут объяснить эту тайну природы
Это явление официально считается неразгаданным феноменом и проходит в категории чудес и головной боли для науки...
Космический детектив: почему уникальную планету GJ 3378b никак не признают «второй Землей»?
Сами ученые призывают не торопиться с выводами, ведь истории с инопланетным объектом существует множество интересных нюансов...
316 лет на троих: ученые назвали три секрета феноменального долголетия сестер Нунес
Специалисты говорят: важно получить «хорошие гены», но еще важнее ими правильно распорядиться...
Серная кислота в небе: чем грозит пассажирам новый экологический проект?
Эксперты говорят: от этих планов вряд ли откажутся. Но есть ли у нас время, чтобы подготовиться?...