Британские ученые выяснили чем вызван звук капающего крана
Британские ученые выяснили чем вызван звук капающего крана
Британские ученые выяснили, чем вызван звук капающего крана
Ученые из кембриджского университета разгадали загадку, связанную за одним из самых узнаваемых и раздражающих бытовых звуков: капающим краном. Хотя ответ на вопрос, что является источником звука падающих капель, кажется очевидным, точной информации не этот счет до последнего времени не было, поскольку соответствующие исследования не поводились. Используя сверхскоростные камеры, гидрофоны и микрофоны, исследователи обнаружили, что звуки «кап-кап», создаваемые капельками, падающими на поверхность жидкости, вызваны не самими капельками и возникают не в момент соударения с поверхностью, который оказался бесшумным. Они возникают позже и являются следствием колебаний небольшого пузырька воздуха, который капля загоняет под поверхность воды. Пузырек заставляет поверхность воды вибрировать, в результате чего в воздухе создается звуковая волна. Автор исследования признает, что оно было проведено из чистого любопытства, а решение провести его возникло, когда ученый ночевал в гостях у друга. В крыше дома была небольшая протечка, и звук капель мешал исследователю спать. Зная причину возникновения звука, можно его устранить — для этого достаточно уменьшить поверхностное натяжение, например, путем добавления небольшого количества моющего средства в емкость, куда капают капли.
Наука объяснила, почему звук капающей воды такой противный
Ученые из Кембриджского университета наконец-то выяснили, что является причиной одного из самых раздражающих звуков в мире – звука капающей воды.
Физик Анураг Агарвал задумался над этой проблемой, когда был в гостях у друга. В доме протекала крыша, и для сбора воды хозяева подставили ведра. Падая в них, капли воды издавали звонкий звук и мешали Агарвалу уснуть. Ученый задумался о природе этого звука, а на утро обсудил это со своими товарищами, и все они были удивлены, поскольку никто так и не ответил на вопрос, что именно вызывает звук. Тогда они решили выяснить это экспериментально.
В своей работе ученые использовали два типа микрофонов — надводный и подводный, а процесс изменения формы поверхности жидкости снимали с нескольких разных ракурсов с частотой записи 30 тысяч кадров в секунду. Капля диаметром четыре миллиметра падала на водную поверхность со скоростью 1,29 метра в секунду, в результате чего на поверхности формировалась газовая полость, от которой затем отрывался небольшой пузырек воздуха, продолжавший двигаться вниз.
Оказалось, что звучать эта система начинала ровно в тот момент, когда происходил отрыв пузырька воздуха от водной поверхности. После этого звук продолжался в течение нескольких миллисекунд и постепенно затухал, когда пузырек отдалялся от поверхности на достаточное расстояние, а форма его поверхности практически переставала колебаться.
Сделанные наблюдения подтверждают выдвигавшиеся ранее гипотезы о том, что источником звонкого капающего звука при падении капли становится резонансное колебание поверхности газового пузырька, образовавшегося в жидкости. Практические доказательства были получены впервые.
По словам авторов работы, исследование механизма возникновения звука капания может быть в дальнейшем использовано для улучшения систем определения силы ливня, а также для более достоверного озвучивания дождя в фильмах или компьютерных играх.
Британские ученые выяснили, чем вызван звук капающего крана
Исследование было проведено из чистого любопытства
Ученые из кембриджского университета разгадали загадку, связанную с одним из самых узнаваемых и раздражающих бытовых звуков: капающим краном.
Хотя ответ на вопрос, что является источником звука падающих капель, кажется очевидным, точной информации не этот счет до последнего времени не было, поскольку соответствующие исследования не поводились.
Используя сверхскоростные камеры, гидрофоны и микрофоны, исследователи обнаружили, что звуки «кап-кап», создаваемые капельками, падающими на поверхность жидкости, вызваны не самими капельками и возникают не в момент соударения с поверхностью, который оказался бесшумным. Они возникают позже и являются следствием колебаний небольшого пузырька воздуха, который капля загоняет под поверхность воды. Пузырек заставляет поверхность воды вибрировать, в результате чего в воздухе создается звуковая волна.
Автор исследования признает, что оно было проведено из чистого любопытства, а решение провести его возникло, когда ученый ночевал в гостях у друга. В крыше дома была небольшая протечка, и звук капель мешал исследователю спать.
Зная причину возникновения звука, можно его устранить — для этого достаточно уменьшить поверхностное натяжение, например, путем добавления небольшого количества моющего средства в емкость, куда капают капли.
Видео: Помощь родителям, чтобы дети пописали (звуки воды) 2021, Декабрь
Ученые решили загадку за одним из самых узнаваемых и раздражающих бытовых звуков: капающим краном. И, самое главное, они также определили простое решение, чтобы остановить его, что у большинства из нас уже есть на наших кухнях.
Используя ультраскоростные камеры и современные методы захвата звука, исследователи из Кембриджского университета обнаружили, что звук «plink, plink», создаваемый капелькой воды, попадающей на поверхность жидкости, вызван не самой капелькой, а колебания небольшого пузырька воздуха, захваченного под поверхностью воды. Пузырь заставляет поверхность воды вибрировать, действуя как поршень, чтобы управлять воздушным звуком.
Кроме того, исследователи обнаружили, что изменение поверхностного натяжения поверхности, например, путем добавления мыла для посуды, может остановить звук. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
Несмотря на то, что люди не спали от звука капающей воды из-за утечки крана или крыши в течение нескольких поколений, точный источник звука до сих пор неизвестен.
Работая с доктором Питером Джорданом из Университета Пуатье, который провел время в Кембридже через стипендию из Колледжа Эммануэля, а также выпускник бакалавриата Сэм Филлипс, Агарвал создал эксперимент по исследованию проблемы. В их установке использовалась ультраскоростная камера, микрофон и гидрофон для записи капель, попадающих в резервуар с водой.
Капли воды были источником научного любопытства на протяжении более чем столетия: самые ранние фотографии последствий падения были опубликованы в 1908 году, и ученые пытались выяснить источник звука с тех пор.
Механика жидкости капли воды, ударяющей по поверхности жидкости, хорошо известна: когда капля попадает на поверхность, она вызывает образование полости, которая быстро отталкивается из-за поверхностного натяжения жидкости, приводя к росту колонны жидкости, Поскольку полость отталкивается так быстро после удара капли, это заставляет небольшой воздушный пузырь попасть в ловушку под водой.
В предыдущих исследованиях было установлено, что звук «plink» обусловлен самим воздействием, резонансом полости или подводным звуковым полем, распространяющимся по поверхности воды, но не подтвержденным экспериментально.
В своем эксперименте исследователи из Кембриджа обнаружили, что несколько контр-интуитивно, начальный всплеск, образование полости и струи жидкости все эффективно молчат. Источником звука является захваченный пузырь воздуха.
Для того, чтобы «plink» был значительным, захваченный воздушный пузырь должен быть близок к нижней части полости, вызванной ударом капли. Затем пузырь возбуждает колебания водной поверхности в нижней части полости, действуя подобно тому, как в воздухе звучит волна поршня. Это более эффективный механизм, с помощью которого подводный пузырь управляет воздушным звуковым полем, чем это было ранее предложено.
По мнению исследователей, в то время как исследование проводилось исключительно с любопытством, результаты могут быть использованы для разработки более эффективных способов измерения осадков или разработки убедительного синтезированного звука для капель воды в играх или фильмах, чего еще не было достигнуто.
Британские ученые выяснили чем вызван звук капающего крана
G-News запись закреплена
Британские ученые выяснили, чем вызван звук капающего крана.
Ученые из кембриджского университета разгадали загадку, связанную за одним из самых узнаваемых и раздражающих бытовых звуков: капающим краном.
Хотя ответ на вопрос, что является источником звука падающих капель, кажется очевидным, точной информации не этот счет до последнего времени не было, поскольку соответствующие исследования не поводились.
Используя сверхскоростные камеры, гидрофоны и микрофоны, исследователи обнаружили, что звуки «кап-кап», создаваемые капельками, падающими на поверхность жидкости, вызваны не самими капельками и возникают не в момент соударения с поверхностью, который оказался бесшумным. Они возникают позже и являются следствием колебаний небольшого пузырька воздуха, который капля загоняет под поверхность воды. Пузырек заставляет поверхность воды вибрировать, в результате чего в воздухе создается звуковая волна.
Британские ученые выяснили, чем вызван звук капающего крана
Автор исследования признает, что оно было проведено из чистого любопытства, а решение провести его возникло, когда ученый ночевал в гостях у друга. В крыше дома была небольшая протечка, и звук капель мешал исследователю спать.
Зная причину возникновения звука, можно его устранить — для этого достаточно уменьшить поверхностное натяжение, например, путем добавления небольшого количества моющего средства в емкость, куда капают капли.