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The Physics Behind a Leaky Faucet's Maddening 'Plink'

Il suono dell'acqua gocciolante dipende dal contesto: se le goccioline cadono da una scogliera in una piscina fresca e ombreggiata, potremmo pensare che il suono sia bellissimo. Se gocciolano tutta la notte dal rubinetto nel lavandino, potremmo pensare che il suono del plink sia stato progettato dalla natura come una forma di tortura. In entrambi i casi, una cosa è certa: il suono dell'acqua gocciolante è distintivo e ora, riferisce Sarah Gibbens al National Geographic, scienziati curiosi hanno capito perché.

Nel 2016, l'ingegnere dell'Università di Cambridge Anurag Agarwal stava visitando un amico in Brasile durante la stagione delle piogge. L'acqua gocciolava da una fenditura nel tetto a un secchio sottostante, e continuava a tintinnare tutta la notte. Quella notte noiosa e insonne portò Agarwal a chiedersi come le goccioline producano quel suono particolare. Se fosse stato appena creato da una goccia d'acqua che colpiva la superficie dell'acqua nel secchio, pensò, sarebbe stato molto più duro. Qualcos'altro, pensava, stava succedendo.

Quindi quando tornò a casa, decise di indagare. George Dvorsky di Gizmodo riferisce di non essere stato il primo ad essere incuriosito dal plink . Già nel 1908, uno scienziato di nome Arthur Worthington scattò foto degli impatti delle goccioline. Nel corso dell'ultimo secolo, gli scienziati hanno continuato ad analizzare la fisica alla base delle goccioline di fluidi, poiché la comprensione della fluidodinamica delle goccioline è utilizzata in cose come la stampa e il miglioramento dei motori a combustione. I ricercatori hanno anche trascorso l'ultimo secolo o giù di lì cercando di capire come viene prodotto il suono del plink . Mentre ci sono molte ipotesi, nessuno era stato in grado di capirlo.

Agarwal ha deciso di scattare una foto, utilizzando una fotocamera ad altissima velocità e microfoni sopra e sotto la superficie dell'acqua. Ciò ha permesso alla squadra di guardare e ascoltare esattamente cosa stava succedendo e di rintracciare il suono alla sua origine.

"Molto lavoro è stato fatto sulla meccanica fisica di un rubinetto gocciolante, ma non molto è stato fatto sul suono", afferma Agarwal in un comunicato stampa. "Ma grazie alla moderna tecnologia audio e video, possiamo finalmente scoprire esattamente da dove proviene il suono, il che può aiutarci a fermarlo."

Quindi cosa sta succedendo? È un po 'complicato, ma Gibbens spiega che quando la goccia d'acqua colpisce la superficie dell'acqua, non emette alcun suono. Invece, crea una piccola cavità nella superficie dell'acqua con una piccola colonna d'acqua che sgorga al centro, l'immagine classica di una goccia d'acqua. La creazione di quella colonna d'acqua produce anche una piccola bolla sotto la colonna d'acqua che oscilla 5.000 volte al secondo. Quella bolla che rimbalza fa oscillare anche l'acqua sotto la cavità. Questo è ciò che produce il suono udibile. Succede tutto in circa 35 millisecondi. "Utilizzando telecamere ad alta velocità e microfoni ad alta sensibilità, siamo stati in grado di osservare direttamente l'oscillazione della bolla d'aria per la prima volta, dimostrando che la bolla d'aria è il driver chiave sia per il suono subacqueo, sia per il caratteristico tocco aereo "suono", afferma il co-autore Sam Phillips, anch'egli di Cambridge.

Mentre lo studio risolve uno dei piccoli misteri della vita, secondo il comunicato, potrebbe avere alcune applicazioni pratiche. Le informazioni potrebbero essere utilizzate per trovare nuovi modi per misurare la pioggia o creare suoni di plink per film e videogiochi, che, a quanto pare, è sorprendentemente difficile. Dvorsky riferisce che offre anche una soluzione se un rubinetto gocciolante o un soffitto che perde ti sta facendo impazzire: aggiungi un po 'di sapone al contenitore che cattura l'acqua. Interromperà la tensione superficiale, cambiando la fisica ed eliminando il plink .

La ricerca appare sulla rivista Scientific Reports .

The Physics Behind a Leaky Faucet's Maddening 'Plink'