Los matemáticos acaban de invertir la ametralladora

Durante 141 años, físicos como Richard Feynman han estado desconcertando la cuestión del flujo de fluidos: ¿cómo podría girar un aspersor si estuviera bajo el agua, aspirando materia en lugar de expulsarla? Ahora, un equipo de investigadores ha encontrado una respuesta.

Aunque la idea fue propuesta por primera vez por experimentalistas en la década de 1880, Feynman la volvió a publicar a mediados del siglo XX, hasta el punto que pasó a ser conocida como ametralladora feynman. El problema era este: un aspersor normal con brazos en S arrojaba agua, lo que hacía que los brazos giraran, regando lo que fuera necesario. Pero seguía siendo una cuestión abierta si el aspersor inverso giraría o no, y no por falta de intentos.

Feynman utilizó esta idea durante algún tiempo e incluso Se construyó un grupo experimental. para abordar la cuestión mientras era estudiante de posgrado en la Universidad de Princeton. (El experimento terminó cuando explotó una botella grande llena de agua).

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Nueva York lo ha reiniciado. El sistema de retrospray (como yo lo llamo, ¡se sale de la lengua!) consiste en un rociador sumergido en un cojinete de «ultra baja fricción», Según un comunicado de la Universidad de Nueva Yorkpara mejorar la capacidad del dispositivo para girar libremente y está diseñado de manera que les permita monitorear fácilmente el flujo de agua a través del dispositivo.

Con ese fin, el equipo también tiñó el agua, le añadió micropartículas, la iluminó con un láser verde brillante y grabó en vídeo todo el experimento utilizando cámaras de alta resolución y alta velocidad. Las tomas resultantes son bastante alucinantes:

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Observe lo que sucede cuando el líquido es absorbido por el aspersor. Noticias de ciencia

investigación en equipo-publicado La semana pasada, en Physical Review Letters, descubrí que el retrolavado hace precisamente eso. Gira en dirección opuesta al aspersor que arroja agua.

«Una ametralladora normal o 'frontal' es como un misil, porque se impulsa disparando chorros», dijo Lev Ristrov, investigador de la Universidad de Nueva York y autor principal del estudio en la universidad. lanzamiento. «Pero el aspersor inverso es misterioso porque el agua que se aspira no parece en absoluto un chorro. Hemos descubierto que el secreto se esconde dentro del aspersor, donde en realidad hay chorros que explican los movimientos observados».

Aunque el aspersor inverso gira (ver notas) en la dirección opuesta, lo hace aproximadamente a 1/50 de la velocidad de un aspersor normal. Dentro del aspersor inverso, los chorros de agua absorbidos chocan entre sí, pero no directamente, y la mezcla de esa agua interna hace que el aspersor gire lentamente.

Brennan Sprinkle, investigador de la Escuela de Minas de Colorado y coautor del estudio, agregó que los métodos utilizados en el experimento «serán útiles para muchas aplicaciones prácticas que involucran dispositivos que responden al flujo de aire o agua».

Cualesquiera que sean las posibles aplicaciones, el dilema que surgió por primera vez en la década de 1880 finalmente ha sido respondido, con pruebas y modelos de precisión que no hubieran sido posibles hace 140 años. Espero que esto le brinde algo que agregar a su próxima charla sobre dinámica de fluidos.

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