آریا بانو

آخرين مطالب

شناور کردن اجسام بر خلاف نیروی جاذبه با ایجاد مایع معلق گوناگون

شناور کردن اجسام بر خلاف نیروی جاذبه با ایجاد مایع معلق
  بزرگنمايي:

آریا بانو - زومیت / پژوهشگران در آزمایش جالبی نشان دادند که اشیاء برخلاف نیروی جاذبه می‌توانند روی سطح زیرین مایع، معلق در هوا بمانند و سقوط نکنند.
چگونه ممکن است قایقی به شکل وارونه در سطح زیرین مایعی شناور در هوا باقی بماند؟ گروهی از دانشمندان فرانسوی با استفاده از چند ترفند علمی، نشان دادند که نه‌تنها می‌توانند لایه‌ای از مایع چسبناک را در هوا شناور نگه دارند، بلکه قایق کوچک اسباب‌بازی نیز به‌همان شکلی که به‌طور طبیعی روی سطح بالای آن شناور می‌شود، می‌تواند در سطح پایین مایع بماند.
امانوئل فورت، استاد مؤسسه آموزش عالی شیمی و فیزیک صنعتی شهر پاریس (ESPCI Paris) و یکی از نویسندگان مقاله‌ای که اخیرا در مجله‌ی Nature منتشر شد و این شاهکار ظاهرا غیرممکن را توصیف می‌کند، گفت: «این آزمایشی جالب بود. همه چیز به‌خوبی کار می‌کرد و من هنوز از این نتایج شگفت‌زده هستم.»
وقتی مایعات دارای چگالی مختلف با هم مخلوط می‌شوند، معمولا مایع چگال‌تر در زیر ته‌نشین می‌شود. به‌همین دلیل است که نفت روی آب شناور می‌ماند. حتی اگر ابتدا لایه‌ای از نفت را در ظرفی بریزید و سپس با دقت آب را روی آن اضافه کنید، آب سنگین‌تر شروع به چکیدن از لایه‌ی نفت می‌کند و ریشه‌هایی را تشکیل می‌دهد که به کف می‌رسد. به‌زودی آب زیر روغن قرار می‌گیرد. این حالت نظیر نحوه‌ی آویزان ماندن یک آونگ سخت به‌طور مستتقیم به‌سمت پایین است. موقعیت معکوس که در آن آونگ به سمت بالا قرار می‌گیرد نیز یک موقعیت تعادل است و نیروهای دست‌اندرکار کاملا در تعادل هستند. اما با کوچک‌ترین اغتشاشی این تعادل از دست می‌رود و آونگ به‌سمت پایین می‌چرخد.
پژوهش دکتر فورت درزمینه‌ی مایع شناور زمانی آغاز شد که او صحبت‌هایی را درمورد آونگ کاپیتسا شنید. نام این آونگ برگرفته از نام پیوتر کاپیتسا فیزیکدان روسی است که در سال 1951 توضیح داد که چگونه اگر آونگ در فرکانس مناسبی به سمت بالا و پایین به نوسان درآید، تا آخر رو‌به‌بالا می‌ایستد.‌ جرقه‌ای از الهام برای دکتر فورت به وجود آمد: به‌جای داشتن آونگ وارونه ممکن است بتوانیم لایه‌ای مایع وارونه داشته باشیم. به عبارت دیگر، آن‌ها می‌خواستند لایه‌ای از مایع را روی هوا ایجاد کنند. این کار با لایه‌ای از آب که به‌آسانی مواج و ناپایدار می‌شود، میسر نیست اما با گلیسرول و روغن سیلیکون که نسبت‌به آب غلیظ‌تر هستند، امکان‌پذیر می‌شود. ویسکوزیته بالاتر امواج را سرکوب می‌کند.
ارتعاشات به شناور ماندن لایه روغن سیلیکون کمک می‌کنند. این ارتعاشات با فرکانس حدود 100 چرخه در ثانیه موجب شد حباب‌های تزریق‌شده به مایع به سمت پایین رانده شوند و بالشتکی از هوا زیر مایع درحال ارتعاش تشکیل شود. این ارتعاشات همچنین باعث ایجاد ریتم پیوسته‌ای از فشرده‌سازی‌ می‌شود که مایع شناور را به‌صورت دست‌نخورده حفظ می‌کند. وقتی قطره‌ای شروع به تشکیل می‌کند، نیروی رو به بالای هوا، قطره را به درون لایه برمی‌گرداند و آن را دست‌نخورده نگه می‌دارد.
حتی مقدار کمی مایع می‌تواند به این شیوه شناور بماند. پژوهشگران نشان دادند که می‌توانند حدود نیم لیتر مایع را شناور کنند و مایع می‌تواند به پهنای حدود 20 سانتی‌متر پخش شود. دکتر فورت گفت: «هیچ محدودیتی وجود ندارد؛ فقط باید بیشتر تکان دهید.» البته سکوهای تکان‌دهنده‌ی بزرگ‌تر هزینه‌ی بسیار بیشتری دارند. دکتر فورت همچنین بررسی کرد که چگونه قطرات و امواج در آب می‌توانند به‌عنوان مدل‌هایی برای جنبه‌های خاصی از مکانیک کوانتوم عمل کنند.

آریا بانو

درحالی‌که شناور شدن یک مایع شناخته شده بود، پژوهشگران نشان دادند که اشیاء نیز می‌توانند روی سطح زیرین آن شناور بمانند
البته جست‌وجو در مقالات علمی نشان می‌داد شناور کردن مایعات با استفاده از ارتعاشات موضوع جدیدی نیست. دانشمندان دیگر این پدیده را دهه‌ها پیش کشف کرده بودند. اما تیم دکتر فورت پدیده‌ی غیرعادی را شناسایی کردند: اینکه اشیاء می‌توانند روی سطح زیرین این مایع شناور بمانند. به دلیل وزن مایع، هوای زیر لایه‌ی شناور متراکم‌تر است و این هوای متراکم‌تر، قایق را به‌سمت مایع فشار می‌دهد و با نیروی جاذبه‌ی رو به پایین مقابله می‌کند. اثر خالص این نیروها است که موجب می‌شود قایق به‌صورت وارونه شناور بماند. دکتر فورت گفت: «ارتعاشات همه‌جانبه به شما کمک می‌کنند تا این موقعیت تعادل را حفظ کنید. این شهودی نیست.» درواقع خود دانشمندان نیز متعجب شدند. دکتر فورت گفت: «ما فکر می‌کردیم که به‌راحتی سقوط خواهد کرد.»
دانشمندان در آزمایش خود ابتدا از مهره‌های گرد کوچک استفاده کردند؛ اما در ادامه با استفاده از چاپگر سه‌بعدی اشکالی ساختند و شناور ماندن آن‌ها را در لایه‌ی زیرین مایع شناور مورد بررسی قرار دادند. این اشکال شامل اردک‌ها و قورباغه‌ها می‌شد. تمامی آن‌ها به سمت پایین در بخش پایین مایع شناور ماندند. دکتر فورت گفت: «اما من فکر می‌کنم، قایق عالی بود.»
ولادیسلاو سوروکین از دانشگاه اوکلند نیوزلند و ایلیا بلکمن از آکادمی علوم روسیه در تفسیری که همراه مقاله‌ی جدید منتشر شد، نوشتند که پژوهش جدید نشان می‌دهد بسیاری از پدیده‌های غیرعادی که از سیستم‌های مکانیکی ارتعاش‌کننده ناشی می‌شوند، خصوصا درزمینه‌ی واسط‌های میان گازها و مایعات هنوز کشف نشده و توضیح داده نشده‌اند.
دکتر فورت گفت این پژوهش می‌تواند کاربردهای عملی درزمینه‌ی مخلوط کردن مایعات و جامدات و احتمالا جدا کردن آن‌ها از هم داشته باشد. او گفت کسانی که به آزمایشگاه آمدند و آزمایش را دیدند به‌طور کلی دو واکنش نشان دادند. یک گروه آن را باور نکرده و فکر می‌کردند نوعی تردستی است، اما دیگران با نگاه هنرمندانه‌تری به آن نگاه می‌کردند؛ گویی به اتفاقی خیالی می‌نگرند.

لینک کوتاه:
https://www.aryabanoo.ir/Fa/News/396825/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

روشی برای نقشه‌برداری از نانوحفره‌های روی غشاء ارائه شد

کناره‌گیری نویسندگان از «انجمن قلم آمریکا» در حمایت از غزه

روایتی متفاوت از دیدار سپاهان و ذوب‌آهن

دبل شهاب زاهدی در بازی امروز آویسپا فوکوکا مقابل جوبیلو ایواتا

فیلم کوتاه تغییر چهره با حضور کریستیانو رونالدو

تصمیمات احساسی و ذوب شدن آهسته فولاد

احتمال لغو سفر ملی‌پوشان ووشو به چین

سرمربی سابق تیم ملی ولز در آستانه حضور در تراکتور

زمان حضور بازیکن پرسپولیس در کمیته انضباطی مشخص شد

تصاویری از لحظات خداحافظی جیدن کاکس از تشک کشتی

فیلم شهرک در بخش مسابقه جشنواره بین‌المللی «کازابلانکا»

چهره ها/ شوخی جالب شاهرخ استخری با بازپخش سریال هایش

جامعه ایثارگری از بنیاد شهید و امور ایثارگران انتظاری جز تکریم ندارند

سینی غذای خوشمزه یک ساندویچ رژیمی از نگار فرهمند همسر پژمان جمشیدی +ویدیو / برای یک دورهمی دوستانه

ست روسری و کیف فوق العاده جذاب و سنتی المیرا شریفی مقدم / خانم مجری قوانین طلایی ست کردن رو بلده

فیلم موزیک «آمده ام تو به داد دلم برسی» با صدای علیرضا قربانی

ارسلان کامکار: خودمان را با پررویی تحمیل کرده‌ایم؛ ما را نمی‌خواهند!

لحظه انفجار مهیب بر اثر نشت گاز

جزئیاتی تازه درباره حذف اسم پدر و مادر از کارت ملی

دستگیری روانشناس روانی که با اسلحه و بی‌سیم از زنان اخاذی می‌کرد!

رقص زیبای ماهی های کوچولوی آبی

مناظر خیره کننده از دریاچه قلبی شکل

طرز تهیه کیک صورتی دخترونه

قبل و بعد از شام خوردن این نکات را رعایت کنید

نقش آزمایشگاه در جلوگیری از بستری های بی دلیل بیماران

پیست مسابقات فرمول یک با آسفالت نانویی روکش شد

اینتل بزرگترین رایانه نورومورفیک جهان را ساخت

چهار سؤالی که ارسطو به آنها پاسخ می‌دهد

کریستین بنتکه: منتظر درخشش دی‌بروینه در آمریکا باشید

کدام کشتی‌گیران سهمیه المپیک را کسب کردند؟

محسن ربانی: دوومیدانی ایران به تک ستاره‌ها متکی است

سورپرایز آنچلوتی؛ تغییرات مهم در ال‌کلاسیکو!

گلزنی شهاب زاهدی در بازی آویسپا فوکوکا مقابل جوبیلو ایواتا

صعود قایقرانان ایران به فینال قهرمانی آسیا

برگزاری جلسه تایید صلاحیت خریداران سرخابی‌

مودریچ هم‌وطنش را به رئال مادرید فروخت!

قرارداد سرمربی والیبال ایتالیا تا 2026 تمدید شد

مدیر مدرسه‌ دختر یا نامزد سابق پدر؟

خانواده جعفری‌جوزانی عزادار شدند

آهنگ «معین زد» رو از خود خواننده قشنگ‌تر خوندن!

برگزاری اولین همایش حقوق شهروندی و ایثار استان کرمان با حضور مدیرکل حقوقی و معاضدت قضایی بنیاد شهید و امور ایثارگران

رونمایی شهربانو منصوریان از پسرش آرشام که قراره مثل مامانش قهرمان باشه / چه پسر پر انرژی

علت آب نشدن چربی شکم تان اینجاست!!

آهنگ جدید/ «ماه من» از بابک جهانبخش منتشر شد

متن تلخ دخترِ حسین زمان درباره مرگ پدرش

افزایش 2 میلیون تومانی حقوق سرایداران مدارس

تصاویری عجیب از خسارت سیل امارات

دستگیری یکی از سرکردگان تبلیغ و فروش کوکائین در فضای مجازی

لیز خوردن خودرو در خیابان برفی

شاخ به شاخ دو خودرو با هم