En trio av mekaniska ingenjörer vid Seoul National University har funnit att formen på en vattenstråle som faller ner i ett glas vatten är den avgörande faktorn för ljudet som uppstår. I deras artikel publicerad i tidskriften Physical Review Fluids, Mouad Boudina, Joonoh Kim och Ho-Young Kim beskriver experiment de utförde med en fallande vattenström som kolliderar med stillastående vatten.
Tidigare forskning och anekdotiska bevis har föreslagit att olika typer av buller beror på att olika typer av rörligt vatten slår i stilla vatten - temperaturen på te som hälls i en halvfylld mugg, till exempel, eller mängden regnvatten som faller från ett tak in i en samling. pool.
I denna nya studie undersökte forskarna de faktorer som leder till skillnader i sådana typer av buller. För detta ändamål utformade de ett enkelt experiment som gick ut på att skicka en liten mängd vatten genom ett munstycke till en vattenfylld cylinder. För att samla in data placerade de kameror runt området och en mikrofon i vattnet som var kopplad till en dator som kunde mäta ljudnivåer.
Forskarna skickade sedan några millimeter vatten genom munstycket flera gånger och justerade höjden på munstycket varje gång. Video från kameran användes för att studera egenskaperna hos vattnet när det föll genom luften och in i cylindern och träffade det stilla vattnet.
Forskarna fann att en ökning av höjden från vilken vattnet föll ledde till att vattenströmmen splittrades till ett tåg av droppar - det ledde också till en ökning av antalet luftbubblor (och krusningar) som bildades när det rörliga vattnet träffade stilla vatten. De fann också att när vattnet bröts upp i droppar gav kollisionen starkare ljud.
De fastställde att ökningen av ljudstyrkan berodde på att mer luft fångades i det stilla vattnet när bubblorna träffade. De fann att tunna vattenströmmar tenderar att göra mer buller än tjocka bäckar på grund av att den tunnare strömmen bryter ner i droppar. Och detta, drar de slutsatsen, förklarar varför att begränsa flödet från en tekanna till en tunn ström medan man häller en kopp te inte ger ett önskat tystare ljud.
Mer information: Mouad Boudina et al, Amplitude of water pouring sound, Physical Review Fluids (2023). DOI:10.1103/PhysRevFluids.8.L122002
Journalinformation: Fysiska granskningsvätskor
© 2024 Science X Network
