https://frosthead.com

Fysikken bak en lekker kranens irriterende 'Plink'

Lyden av dryppende vann er avhengig av kontekst - hvis dråper faller fra en klippe i et kjølig, skyggefullt basseng, synes vi kanskje lyden er vakker. Hvis de drypper hele natten fra kranen i vasken, kan vi tro at plink- lyden ble designet av naturen som en form for tortur. I begge tilfeller er en ting sikker: Lyden av dryppende vann er karakteristisk, og nå, rapporterer Sarah Gibbens ved National Geographic, har nysgjerrige forskere funnet ut hvorfor.

I 2016 var University of Cambridge ingeniør Anurag Agarwal på besøk hos en venn i Brasil i løpet av regntiden. Vann dryppet fra en sprekk i taket til en bøtte under og plinket hele natten. Den irriterende, søvnløse natten fikk Agarwal til å lure på hvordan dråpene produserer den spesielle lyden. Hvis den bare ble skapt av en vanndråpe som slo overflaten av vannet i bøtta, resonnerte han, ville det være mye tøffere. Noe annet, tenkte han, foregikk.

Så da han kom hjem, bestemte han seg for å undersøke. George Dvorsky hos Gizmodo rapporterer at han ikke var den første som lot seg fascinere av plinken . Så langt tilbake som i 1908 tok en forsker ved navn Arthur Worthington bilder av dråpekonsekvenser. I løpet av det siste århundret har forskere fortsatt å analysere fysikken bak væskedråper, siden forståelsen av væskedynamikken til dråper har bruksområder i ting som utskrift og forbedring av forbrenningsmotorer. Forskere har også brukt forrige århundre på å prøve å finne ut hvordan plink- lyden produseres. Selv om det er mange hypoteser, var det ingen som hadde klart å finne ut av det.

Agarwal bestemte seg for å ta et skudd ved å bruke et kamera med ultrahøy hastighet og mikrofoner over og under vannoverflaten. Det gjorde at teamet kunne se og høre nøyaktig hva som skjedde og spore lyden til opphavet.

"Det er jobbet mye med den fysiske mekanikken til et dryppende trykk, men ikke veldig mye er gjort med lyden, " sier Agarwal i en pressemelding. "Men takket være moderne video- og lydteknologi, kan vi endelig finne ut nøyaktig hvor lyden kommer fra, noe som kan hjelpe oss å stoppe den."

Så hva skjer? Det er litt komplisert, men Gibbens forklarer at når vanndråpen treffer overflaten på vannet, gir den ingen lyd. I stedet skaper det et lite hulrom i overflaten av vannet med en liten søyle med vann som spruter opp i midten, det klassiske bildet av en vanndråpe. Opprettelsen av den vannsøylen produserer også en liten boble under vannsøylen som svinger 5.000 ganger i sekundet. Den sprettboblen får da til at vannet under hulrommet også svinger. Det er det som produserer den hørbare plinken . Det hele skjer innen omtrent 35 millisekunder. "Ved hjelp av høyhastighetskameraer og mikrofoner med høy følsomhet kunne vi se svingningen i luftboblen for første gang, og viste at luftboblen er nøkkeldriveren for både undervannslyden og den særegne luftbårne plinken 'lyd', sier medforfatter Sam Phillips, også fra Cambridge, i utgivelsen.

Mens studien løser et av livets små mysterier, kan det ifølge utgivelsen ha noen praktiske anvendelser. Informasjonen kan brukes til å finne nye måter å måle nedbør på eller lage plinkelyder for filmer og videospill, som, viser seg, er overraskende vanskelig. Dvorsky rapporterer at det også gir en løsning hvis en dryppende tappekran eller utette tak fører deg til å slite - tilsett litt såpe til beholderen som fanger vannet. Det vil forstyrre overflatespenningen, endre fysikken og eliminere plink .

Forskningen vises i tidsskriftet Scientific Reports .

Fysikken bak en lekker kranens irriterende 'Plink'