Физики объяснили фокус с бутылкой

Свой эксперимент физики описали в работе, выложенной в архиве Корнельского университета. Кратко о работе пишет блог издания Technology Review.

Суть фокуса, который стал предметом внимания ученых, заключается в том, чтобы ударить ладонью сверху по горлышку бутылки с водой - при этом у нее разбивается дно. Интересно, что ни с пустой бутылкой, ни с бутылкой, наполненной газированными напитками, фокус не удается.

Чтобы разобраться с природой поведения жидкости, физики поместили на дно сосуда акселерометр и записали эксперимент на высокоскоростное видео. При этом оказалось, что начало разрушения стекла происходит существенно позднее самого удара. В момент удара у дна бутылки резко падает давление, что вызывает вскипание жидкости и образование пустот - кавитацию. Сразу после этого пузыри схлопываются, причем скорость схлопывания примерно в 10 раз превосходит скорость образования пустот. Получившаяся ударная волна попадает на стекло и вызывает его разрушение.

В случае использования газированной воды, разрежения в жидкости быстро заполняются углекислым газом и образования ударной волны не происходит. Ранее другая группа гидродинамиков предложила свое объяснение тому, почему кофе в чашке расплескивается при ходьбе. По словам ученых, это связано с неидеальной периодичностью человеческого шага. Позднее эти исследователи стали лауреатами Шнобелевской премии по физике за 2012 год.