500-річний "парадокс" Леонардо да Вінчі нарешті вирішено: що з'ясували вчені

Фізики зробили важливе відкриття, яке пояснює "неправильний" рух бульбашок повітря у воді, пише IFLScience.

Понад 500 років тому Леонардо да Вінчі спостерігав, як бульбашки повітря піднімаються у воді, і він помітив, що деякі бульбашки рухаються по спіралі або зигзагоподібно замість того, щоб підніматися по прямій лінії до поверхні. Леонардо да Вінчі помітив, що тільки великі бульбашки, а не маленькі бульбашки повітря піднімаються на поверхню саме так, хоча на кожну з них діють ті самі сили. Упродовж століть ніхто так і не запропонував пояснення цього явища, яке назвали "парадоксом Леонардо да Вінчі".

Але Мігель Еррада з Університету Севільї, Іспанія та Єнс Еггерс з Брістольського університету, Велика Британія розгадали цю загадку. Нове дослідження показало, що бульбашки повітря можуть досягати критичного розміру, який сприяє їх нестабільному руху через взаємодію між потоком води навколо них і невеликими змінами їхньої форми. За словами вчених, бульбашки змінюються під дією сил з боку води і, зі свого боку, форма бульбашки змінює характер руху.

"На бульбашки повітря, що піднімаються у воді, впливає безліч сил, що перетинаються, таких як в'язкість рідини, поверхневе тертя і будь-які забруднювальні речовини, які спотворюють форму бульбашок і змінюють динаміку води, що обтікає їх", — говорить Еррада.

Учені створили математичні моделі та порівняли свої результати з попередніми експериментами, проведеними у "надчистій воді". Вони з'ясували, що бульбашки періодично нахиляються, що змінює їх форму. Так, одна зі сторін бульбашки стає більш слизькою, тому вода обтікає її швидше. Це знижує тиск на цій стороні й бульбашка повертається у вихідний стан, але потім цикл перетворення повторюється знову.

Їх моделювання показало, що бульбашки відхиляються від прямої траєкторії руху у воді, коли їх сферичний радіус перевищує 0,926 міліметрів, що приблизно дорівнює розміру кінчика олівця. Тепер автори дослідження хочуть точніше зрозуміти, як забруднення води впливає на результати вивчення поведінки бульбашок повітря. Тому що в 16 столітті дуже чиста вода була недоступна, тому Леонардо да Вінчі мав справу із забрудненою водою.