Tip:
Highlight text to annotate it
X
היי זה אני, דסטין. ברוכים הבאים למחכימים כל יום
והיום נראה לכם צילומים די מגניבים במהירות גבוהה,
ואין לזה שום קשר לכל הרובים האלה.
האמת שזה הרבה יותר מתוק מזה, מילולית.
תראו את זה. זו צנצנת דבש.
אז אני יודע שזה נשמע מעט מוזר,
אבל יש לנו מצלמת מהירות גבוהה מוכנה ונראה לכם דבר שנקרא
אפקט סלסול עמוד נוזלי.
ככה זה עובד: אתם שמים מעט דבש על הצ'ופסטיק הזה
ונותנים לו לנזול. תראו את זה.
שימו לב לזה. כמה מגניב זה?
זה קשור לצמיגות הנוזל, ובגדול הנוזל נערם על עצמו.
אני חושב שזה מגניב מאוד, אז נצלם את זה קצת במהירות גבוהה.
ולאחר מכן אנחנו נדון בזה לפרטים.
דינמיקת נוזלים היא מגניבה.
מפתה לחשוב שזו בעיה מתמטית פשוטה,
אך מסתבר שאנשים חוקרים אותה במשך חמישים שנה.
כדי להסביר, אציג לכם את המשתנים.
לחלק הזה קוראים הסליל, והחלק הזה הוא הזנב.
הסליל והזנב יחד מהווים את הגובה הכולל, המסומן H.
ספיקת המסה של החומר מסומנת Q,
והרדיוס ההתחלתי של הזנב מסומן "a-אפס".
נקרא לרדיוס בתחתית הזנב "a-אחד".
והחלק המלהיב הוא תדירות הסלסול, המסומנת אומגה.
לנוזל עצמו תכונות משלו שנצטרך גם כן לשקול.
צפיפות מסומנת רו ומקדם מתח הפנים הוא גמא. צמיגות קינמטית מסומנת נו.
טוב, בפשטות, צמיגות היא מידה לסמיכות של נוזל.
צמיגות היא מדד התנגדותו של הנוזל למאמץ מתיחה או גזירה.
צמיגות דינמית נמדדת ביחידות פויז,
ולעומתה צמיגות קינמטית נמדדת ביחידות סטוקס.
לצמיגות קינמטית מתייחסים גם כהתפזרות של תנע.
זה הגיוני, אם חושבים על זה. פיזור התנע ברחבי הנוזל.
כפי שניתן לראות, זה מובן שתערובת הדִבשה והדבש היא הצמיגית ביותר.
אם המילים הגדולות האלה משעממות אתכם, חכו, יש סצנת מקלחת בשבילכם.
אבל אם אתם כמוני ורוצים לדעת בדיוק מה קורה, ולדעת את המתמטיקה, נעשה את זה:
מה שרואים כאן הם ארבעת סוגי הזרימה שמדענים מסוגלים לבטא
באמצעות המשתנים שהגדרנו מוקדם יותר. נתחיל בזה.
זו הזרימה הצמיגית. משום ש-H, או הגובה ממנו נופל הנוזל, יחסית קטן,
הזרימה חייבת ליהפך לספירלה משום שהנוזל מוכרח להתחמק מעצמו.
הדבר המעניין במשוואה המתארת את תדירות הסלסול
הוא שהיא לא כוללת את הצמיגות הקינמטית של הנוזל.
זה מעניין בהתחשב בכך ששמה זרימה צמיגית.
המצב השני עליו נדבר נקרא זרימה כבידתית.
היא פועלת כאשר הגובה גדל וכוח הכבידה מתחיל להשפיע ולמתוח את הנוזל.
למעשה, צמיגות הנוזל מתנגדת למתיחה הזו,
ולכן המשוואה כאן מראה שהצמיגות הקינמטית מתחילה להשפיע.
כאן הסלסול נהיה אחיד ויציב.
זה המצב המדויק אותו הסרטנו במצלמת המהירות הגבוהה קודם לכן.
המצב השלישי עליו נדבר נקרא זרימה התמדתית.
כאשר הגובה גדל מאוד, הנוזל מגיע למהירות גבוהה ונהיה צר מאוד.
שימו לב שבמשוואה רדיוס הסליל שבתחתית נכנס למכנה ומועלה בחזקת 10.
אם תחשבו על זה, זאת אומרת שככל שהרדיוס קטן, תדירות הסלסול גדלה,
וזה הגיוני.
טוב, המצב הרביעי הוא הסיבה שאני אוהב מדע.
כל שידוע לנו הוא שאיפשהו בין הזרימה הכבידתית והזרימה ההתמדתית
החוקים נזרקים מהחלון.
תעברו לפתע ממצב סלסול יציב לשמיניות לא צפויות, או משהו מוזר יותר.
אבל אם תרימו את הנוזל עוד קצת, המצב פתאום יציב שוב.
קצת יותר, ואתם יציבים לגמרי.
שום דבר לא צפוי. התדירות משתנה בפראות, אבל נראה שיש לה תבנית מסוימת
אך איננו יודעים מדוע.
זה מעניין מאוד ונערך מחקר מסובך מאוד בנושא - אשאיר קישור אליו בתיאור
כדי שתוכלו לבדוק אותו בעצמכם.
לדעתי זה מדהים שאנחנו, כבני אדם, מסוגלים לשלוט בכל כך הרבה דברים סביבנו
אך אנחנו עדיין נאבקים בקטנים ביותר.
אם אתם סקרנים לדעת מה הסיבה שעשיתי את הסרטון הזה, אסביר גם זאת בתיאור הסרטון.
זה נעשה מוזר די מהר, לא?
כל יום אתם יכולים לבדוק את אפקט סלסול העמוד הנוזלי במקלחת.
זה די קל - תפסו את השמפו שלכם, שהוא נזול די צמיגי,
ושחקו עם קצב הזרימה והגובה עד שתגיעו לשילוב הנכון, ואז בום.
אתם ננעלים על אפקט סלסול העמוד הנוזלי. זה די מגניב.
אתם יכולים לשנות דברים ולראות איך המשתנים משפיעים על התופעה.
בכל מקרה, אני לא אחראי על השמפו הנוסף שתבזבזו.
אני דסטין, אתם מחכימים כל יום. תעשו חיים.
תרגום לשפות נוספות יתקבל בברכה. צרו בבקשה קשר עם דסטין אם ברצונכם לעזור.