by 
Από τη βρύση τρέχει νερό με πολύ μικρή παροχή και η λεπτή στήλη συναντά κάποιο εμπόδιο, το νερό στο ανοιχτό στόμιο ενός μπουκαλιού. Παρατηρούμε λεπτές ρυτιδώσεις στο κάτω μέρος της στήλης. Τι τις προκαλεί;
Αν σκεφτείτε ότι η επιφανειακή τάση είναι ο κύριος μηχανισμός, έχετε κάνει το πρώτο βήμα. Και τι προκαλεί – στη δεύτερη φωτογραφία – την εξαφάνιση των κυματισμών στο κάτω μέρος της στήλης και την εμφάνισή τους λίγο παραπάνω;
Δημήτρη πάντα εμφανίζεσαι με κάτι εξαιρετικό!!
Να αναχθεί στις ιδιαίτερες κυμάνσεις που πάλι εσύ έστειλες;;
Καλησπέρα Δημήτρη. Κοιτάξτε και αυτό…
https://vimeo.com/channels/staffpicks/12075151?fbclid=IwAR3Mbdgd9Xh6clruakmox8mGa29pOyFsk39tUH9FYwFnJL54IC1mQ0mTfqg
Στάσιμο Στάθη;
Γιατί όχι;
Γιάννη και Στάθη ευχαριστώ για την προσοχή σας. Γιάννη πρόκειται για διαφορετικό φαινόμενο.
Το πρώτο φαινόμενο είναι αρκετά ιδιαίτερο. Ας το χωρίσουμε σε στάδια:
1. Καθώς το νερό συναντάει το εμπόδιο προκαλείται μια διαταραχή. Οι λεπτομέρειές της δεν μας είναι γνωστές. Δημιουργούνται κύματα επιφανειακής τάσης με ποικίλα μήκη κύματος. Αυτά διαδίδονται στην υδάτινη στήλη – που ρέει προς τα κάτω – όπως μια διαταραχή θα διαδιδόταν σε μια τεντωμένη μεμβράνη.
2. Κάθε μήκος κύματος έχει την δικιά του ταχύτητα. Ειδικά για τα κύματα που οφείλονται στην επιφανειακή τάση η ταχύτητα είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τετραγωνική ρίζα του μήκους κύματος, δηλ τα "μικρά" κύματα διαδίδονται ταχύτερα. (Αντίθετα στα υδάτινα βαρυτικά κύματα η ταχύτητα είναι ανάλογη με την τετραγωνική ρίζα του μήκους κύματος, δηλ τα "μεγάλα" κύματα διαδίδονται ταχύτερα)
3. Στην υδάτινη στήλη σκαρφαλώνουν πολλά κύματα (με διαφορετικό μήκος) και περιμένουμε να αλληλοαναιρούνται.
4. Ειδικά υπάρχει ένα μήκος κύματος που διαδίδεται με ταχύτητα ίση με την ταχύτητα ροής. Αυτό είναι που παρατηρούμε ως ακίνητο. Δεν είναι στάσιμο κύμα αλλά το κύμα που ανεβαίνει προς τα πάνω και ισοφαρίζει την προς τα κάτω ταχύτητα ροής. Πρόκειται δηλ. για μια ιδιαίτερη συμβολή με κινούμενη πηγή και κύματα που παρουσιάζουν διασπορά. (Μπορούμε να πεισθούμε με μια χοντρική αριθμητική προσέγγιση.)
Το δεύτερο φαινόμενο είναι ακόμα πιο ενδιαφέρον και αναπάντεχο (και με είχε συνεπάρει πριν χρόνια). Αν στην προηγούμενη κατάσταση τοποθετήσουμε με ιδιαίτερη προσοχή (με την άκρη μιας οδοντογλυφίδας) ποσότητα απορρυπαντικού στην οριζόντια επιφάνεια του νερού, θα παρατηρήσουμε ότι οι κυμάνσεις εξαφανίζονται και επανέρχονται μετά από κάποια δευτερόλεπτα. Αν είμαστε τυχεροί (αυτό εξαρτάται και από το εμβαδόν της οριζόντιας επιφάνειας) οι σταθερές κυμάνσεις αποτραβιούνται στο επάνω μέρος – φωτογραφία – και βαθμιαία, σε λίγα δευτερόλεπτα, επανερχόμαστε την πρότερη κατάσταση. Αυτό συμβαίνει διότι ένα λεπτό στρώμα απορρυπαντικού, ως λεπτός υμένας, απλώνεται με μεγάλη ταχύτητα όχι μόνο στην οριζόντια υδάτινη επιφάνεια αλλά σκαρφαλώνει στην υδάτινη στήλη, κόντρα στην ταχύτητα ροής. Ελαττώνεται έτσι η επιφανειακή τάση που είναι το αίτιο αυτών των ρυτιδώσεων.
Με εντυπωσιάζουν όλα αυτά.
Η Φυσική της καθημερινότητας είναι εκπληκτικά δύσκολη. Το πανηγύρι της φυσικής για παράδειγμα.
Όμως τόσο δυσεξήγητο φαινόμενο όσο το παρόν…….
Καλησπέρα Δημήτρη.
Η εξαιρετική πρόταση σου μου έφερε στην μνήμη εικόνες
όπου οι ψαράδες έριχναν λάδι στην θάλασσα για να γαληνέψει.
Αυθόρμητα και χωρίς να το γνωρίζουν δημιουργούσαν αδιάλυτες μεμβράνες μονομοριακής φύσης.
Η Φυσική της '' άγνοιας''.
Η Φυσική των απλών πραγμάτων πραγματικά συναρπάζει.
Να΄σαι καλά Δημήτρη.
Γεια σου Δημήτρη…
εντυπωσιακό και αυτό…
super που λένε….όπως και η άλλη σου ανάρτηση που με "έστειλε'' ο Γιάννης παραπάνω…
μου κεντρίζεις το ενδιαφέρον για πολύ ψάξιμο όταν βρω χρόνο…πολλές απορίες μου δημιουργούνται σε όλο αυτό.
ευχαριστούμε…
Γειά σου Δημήτρη με τις ωραίες και «παράξενες» παρατηρήσεις σου, αφού αφορούν καθημερινότητα άρα πολυπαραγοντική διαδικασία.
Λες: «Καθώς το νερό συναντάει το εμπόδιο προκαλείται μια διαταραχή. Οι λεπτομέρειές της δεν μας είναι γνωστές. Δημιουργούνται κύματα επιφανειακής τάσης με ποικίλα μήκη κύματος.»
Σκέφτηκα…. κύματα, άρα θέλω κάτι να πάλλεται και επιπλέον ο Δημήτρης λέει κύματα επιφανειακής τάσης.
Κατάληξη στο δικό μου μυαλό.
Δεν είναι απλά εμπόδιο αλλά επιφάνεια νερού που συναντά η φλέβα.
Ξέρουμε ότι εάν µία σταγόνα νερού πέσει σε γυάλινο τραπέζι, με κατάλληλες συνθήκες ταχύτητας κλπ, θα δούµε ότι το σχήµα της αλλάζει για λίγο αλλά δεν παραµορφώνεται µόνιµα, η σταγόνα έχει ελαστικότητα, επανερχόµενη σε ένα σχεδόν σφαιρικό σχήµα διότι η παραµόρφωση αυτή δηµιουργεί δυνάµεις επαναφοράς, που οφείλονται στην επιφανειακή τάση. Αντίστοιχα, αν διαταράξουµε µία επίπεδη επιφάνεια, στην προκειμένη περίπτωση την επιφάνεια του νερού στο μπουκάλι, µε κυµατισµό µικρού µήκους κύµατος, τότε η αύξηση της επιφάνειας, λόγω δύναμης από την μεταβολή ορμής της φλέβας, δηµιουργεί δυνάµεις επαναφοράς στην επίπεδη κατάσταση ισορροπίας. Αυτή είναι η πηγή των κυμάτων επιφανειακής τάσης που αναφέρεις.
Άραγε συμφωνείς;
Καλημέρα Δημήτρη.
Καταπληκτική ερμηνεία αλλά και συσσώρευση φαινομένων που δύσκολα ερμηνεύονται, παρατηρώντας τις αρχικές εικόνες που μας έδωσες…
Να είσαι καλά!
Καλημέρα Δημήτρη.
Η αλήθεια είναι σκέφτηκα κυμάνσεις αλλά προφανώς δεν μπορούσα να δώσω τέτοια εξήγηση σαν αυτή τη δική σου.
Πάντα οι εργασίες σου έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον και είναι υψηλού επιπέδου.
Να σαι καλά.
Συνάδελφοι ευχαριστώ για την προσοχή και τα σχόλιά σας.
Γιάννη Κυρ. την αφορμή για το πρώτο φαινόμενο μου είχε δώσει το "πανηγύρι της φυσικής" (ερ. 4.57) για το οποίο δεν δίνει εξήγηση.
Ναι Γιάννη Δορ. ρίχνουν άμμο ανακατεμένη με παλιόλαδα. Είναι εντυπωσιακή η ταχύτητα που το λεπτό στρώμα του λαδιού απλώνεται.
Ακριβώς Άρη η τάση της επιφάνειας να επανέλθει στην αρχική της θέση την κάνει να συμπεριφέρεται ως ελαστική επιφάνεια. Το ενδιαφέρον είναι ότι αυτός ο κυματισμός ανηφορίζει και προς τα πάνω, στην υδάτινη στήλη. Ο τελικός σχηματισμός που βλέπουμε είναι σταθερός, "παγωμένος".
Αντίστοιχο καθημερινό (καλοκαιρινό) φαινόμενο, συνέπεια και αυτό της σχέσης διασποράς που έχουν τα κύματα στη θάλασσα, είναι το χαρακτηριστικό V που σχηματίζεται στα απόνερα κάθε σκάφους. Υπήρχε παλαιότατη ανάρτηση (2013) αλλά μπορείτε να τη δείτε εδώ.
Ενόψει του (διαφορετικού φετινού ) καλοκαιριού είναι νομίζω επίκαιρη!
Καλησπέρα συνάδελφοι.
Όταν προσπάθησα να πειραματιστώ με την βρύση στο σπίτι μου, παρατήρησα ότι μπορώ να διακρίνω παρόμοιους σχηματισμούς με διαστάσεις έως 25mm περίπου για κάθε ρυτίδωση (από μέγιστο σε μέγιστο). Αυτό που δεν καταλαβαίνω είναι ότι στην περίπτωση αυτή το μήκος κύματος υπερβαίνει κατά πολύ τα 17mm που είναι η τιμή του οριακού τριχοειδούς μήκους κύματος (του μήκους κύματος για την διάδοση κυμάτων λόγω επιφανειακής τάσης στην διαχωριστική επιφάνεια νερού -αέρα).
Στάθη αν το"μήκος κύματος" είναι 25 mm και όχι 2,5 mm, τότε πρόκειται για άλλο φαινόμενο, πιθανώς αυτό
Χρόνια πολλά και καλό μήνα.Δημήτρη πάντα δίνεις θέματα για προβληματισμό, πολύ όμορφο το θέμα που επέλεξες, με την ευκαιρία αυτής της επικοινωνίας θέλω να σου μεταφέρω και τα συγχαρητήριά μου για τη σειρά των ασκήσεων στο στερεό.
Να είσαστε όλοι πάντα καλά.
Καλημέρα Δημήτρη.
Σκεφτόμουν το φαινόμενο και την εξήγση που πρότεινες και προσπάθησα να υπολογίσω θεωρητικά το μέγεθος ενός σχηματισμού, όπως αυτοί της εικόνας της ανάρτησης. Ο υπολογισμός στο αρχείο τριχοειδές κύμα. Φαίνεται να έχεις δίκιο, τουλάχιστον οι υπολογισμοί μου (αν όλα είναι σωστά) αυτό δείχνουν.