物理学家着迷于令人着迷的难题,从时空的本质到宇宙的发展。但是旋转的草坪洒水器?是的,那也是。
一个新的实验为1980年代物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)普及的古怪物理难题提供了答案。这些难题以一种洒水样式的形式以将水喷出S形管的末端来起作用。由于角动量的保存,洒水器旋转远离逃脱的水。这很简单。
但是,如果将洒水液粘在水罐中并将水吸入水中,会发生什么呢?这个问题似乎很简单。但是,复杂的流体流动和动量保护的微妙之处使不同的物理学家认为它应该像正常操作时一样朝相反的方向旋转,或者根本不动。不同的实验也发生了冲突。
因此,应用的数学家Leif Ristroph和同事给了它一个旋转。纽约大学Ristroph说:“这是我们实验室有史以来最严重的问题之一。”该团队通过精心制作的透明洒水器进行了实验,并进行了数学计算,从而支持了他们的测量。该设备漂浮在水箱中以减少摩擦,这种作用使早期实验混淆。反向运行时,洒水器确实旋转相反研究人员在接受的论文中报告物理评论信。进一步的实验揭示了原因。
正常的洒水器向外喷射了水喷气机,而在反向操作中,洒水器本身会形成喷气机。这些喷气机搅动涡旋,观察到使用激光照亮添加到水中的微粒。重要的是,喷气机及其涡流不是对称的。当喷气机在洒水器的中间碰撞时,他们以一定的角度继续前进,表明他们瞥了一眼碰撞,而不是正面撞到。
这是因为,即使洒水器的臂完全对齐,内部喷气机也不是。穿过弯曲臂的行程使每个射流中的水流动。这种不对称的使洒水器向后旋转以节省角动量。
Sprinkler Guzzle的解决方案刚刚要求洞察力。