Zephyrnet-logo

Suizende zweefkevers, het geluid van stromend water, shuttle-mechanica – Physics World

Datum:


vloeistof die uit een tuit stroomt
Thee-riffisch: een waterstraal die in druppels uiteenvalt voordat deze het oppervlak raakt, resulteert in een hard geluid (met dank aan: Ho-Young Kim et al./APS 2023)

Zweefkevers kunnen snelheden tot wel één meter per seconde bereiken – oftewel 100 lichaamslengtes per seconde – terwijl ze over het water vliegen. Wetenschappers dachten dat de dieren dit deden met behulp van hun roeispaanachtige achterpoten om ‘op weerstand gebaseerde’ stuwkracht te genereren, een beetje zoals hoe een knaagdier zwemt.

Om dit te doen zou de kever echter zijn poten sneller moeten bewegen dan zijn zwemsnelheid, wat op zijn beurt zou vereisen dat hij met onrealistische snelheden tegen het water moet duwen.

Om dit afluisterprobleem op te lossen, onderzoekers van Cornell University hebben hogesnelheidscamera's gebruikt om de zweefmolens te filmen terwijl ze zwommen. Ze ontdekten dat de kevers in plaats daarvan op liften gebaseerde stuwkracht gebruiken, wat is gedocumenteerd bij walvissen, dolfijnen en zeeleeuwen.

De vertrouwende beweging staat loodrecht op het wateroppervlak en de onderzoekers berekenen dat de krachten die de kever op deze manier genereert, de snelheden kunnen produceren die je in het water ziet. Volgens Yukun van Cornell maakt dat zweefkevers “verreweg het kleinste organisme dat op lift gebaseerde stuwkracht gebruikt om te zwemmen”.

Kwalitatief theeresultaat

Bezoek Marokko en misschien zie je wel hoe thee van grote hoogte wordt geschonken zonder dat er ook maar één druppel wordt gemorst. Het doel is om een ​​laagje schuim bovenop de drank te produceren, wat niet alleen bijdraagt ​​aan de esthetische aantrekkingskracht, maar ook aan de smaakervaring, waardoor de aroma’s van de thee worden versterkt.

Maar verrassend genoeg heeft niemand – tot nu toe – ooit de fysica bestudeerd van wat er gebeurt als een vloeistof in een kopje of mok wordt gegoten.

Ho-Young Kim van Seoul National University en collega's stuurde een straal water door een mondstuk op een met water gevulde cilinder en gebruikte vervolgens een onderwatermicrofoon om de geproduceerde geluiden op te nemen. Ze brachten ook de patronen van bellen die in het water gevormd werden in beeld met een hogesnelheidscamera.

Het blijkt dat wanneer de straal in druppels uiteenvalt – zoals gebeurt wanneer deze van grote hoogte wordt gegoten – deze een luider geluid produceert omdat er meer luchtbellen in de vloeistof vastzitten. Om geen geluid te garanderen, zeggen de onderzoekers, moet je gieten vanaf een hoogte die zich misschien maar een paar centimeter van het oppervlak bevindt.

En tot slot wetenschappers in India computersimulaties hebben uitgevoerd van de vlucht van nylon shuttles, die vanwege hun superieure duurzaamheid op grotere schaal worden gebruikt in vergelijking met de shuttles die traditioneel van eendenveren worden gemaakt.

Ze ontdekten dat de vlucht van moderne nylon shuttles heel anders kan zijn dan die van de gevederde variant. Wanneer ze met hoge snelheid worden geraakt, vervormen de nylon shuttles meer, waardoor hun luchtweerstand afneemt en de snelheid waarmee ze door de lucht bewegen toeneemt. Een speler aan de ontvangende kant van een smashshot zou het dus moeilijker vinden om een ​​nylon shuttle terug te slaan.

spot_img

VC Café

VC Café

Laatste intelligentie

spot_img