Bir cisim su hövzəsinə şaquli olaraq dəydikdə, o, ətrafdakı su axını ilə qaynaqlanan güclü hidrodinamik qüvvə ilə müşayiət olunur və bu, onu irəli itələyir. Bu qüvvənin miqyasının suya dəyən cismin kütləsindən asılı olaraq dəyişdiyi məlumdur.

Bu ümumi qaydanın həm düz, həm də sferik cisimlər üçün doğru olduğu məlum olsa da, düz cisimləri müşayiət edən qüvvəyə əlavə bir amil təsir edir. Xüsusilə, düz cisimlərdə sıxılmış qaz təbəqəsinin olması onların hidrodinamikasını dəyişir və nəticədə su çəkic nəzəriyyəsi ilə proqnozlaşdırılan təzyiqlərdən aşağı olan pik təzyiqlər yaranır.

Su çəkici nəzəriyyəsi, hərəkət edən mayenin qəfil dayandığı və ya fərqli bir istiqamətə yırğalandığı zaman baş verənləri təsvir edən fiziki bir quruluşdur. Nəzəriyyə təklif edir ki, bu dayanma və ya qəfil hərəkət dəyişikliyi maye içərisində təzyiq və ya dalğada artım yaradır, buna su çəkici effekti də deyilir.

Su çəkic nəzəriyyəsi müxtəlif maye sistemlərində yaranan təzyiqləri proqnozlaşdırmaq üçün istifadə oluna bilsə də, suya şaquli şəkildə dəyən düz obyektləri müşayiət edən hidrodinamik qüvvələri proqnozlaşdırmır. Maraqlıdır ki, oval formalı sferik çınqıllar kimi daha aşağı əyriliyə malik bəzi sferik cisimlər bəzən su obyektinə təsir etdikdən sonra yastı cisim kimi davrana bilirlər.

Newport, Brigham Young Universiteti və King Abdullah Elm və Texnologiya Universitetində (KAUST) Dəniz Sualtı Müharibə Mərkəzi Şöbəsinin tədqiqatçıları sferik cisimlərin düz cisimlər kimi davranmağa başladığı əyriliyi təsvir etməyə yönəlmiş bir araşdırma apardılar. Onların Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş məqaləsi düz cisimlərin suda ən yüksək təsir qüvvələri ilə müşayiət olunduğuna dair köklü inamı pozan sübutlar təqdim edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722009957&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-exploring-spherical.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI1LjAuNjQyMi4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNS4wLjY0MjIuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNS4wLjY0MjIuMTQyIl0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1722008572706&bpp=1&bdt=522&idt=175&shv=r20240724&mjsv=m202407240101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722009804%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722009804%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=8153220866045&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1802&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31084868%2C31085513%2C44795922%2C95334527%2C95334830%2C95337026%2C95337869%2C95338255%2C31085601%2C95335245%2C31084679%2C31084184%2C95336266%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=1442609448069857&tmod=1034669908&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Phys.org-a məqalənin həmmüəllifi Cessi Belden deyib: “Biz düz suya təsir edən yastı burunlu bədənin suya təsir gücünü ölçməkdə maraqlı idik”.

“Ədəbiyyatda uzun müddətdir ki, bu ssenarinin (digər burun həndəsələrindən fərqli olaraq) ən böyük zərbə qüvvəsini verəcəyinə dair inanc var idi. Bununla belə, bu yazıda buruna çox cüzi müsbət əyriliyin qoyulmasının təsir gücünü artırdığını aşkar etdik. yastı burunlu bədənlər üçün ölçülənlərdən əhəmiyyətli dərəcədə artıqdır.”

Sınaqlarını həyata keçirmək üçün Belden və həmkarları unikal eksperimental gövdə hazırladılar və sonra onu müxtəlif formalı obyektlərə yapışdırdılar. Bu cəsəddə tədqiqatçılara obyektlərin suya təsir qüvvələrini birbaşa ölçməyə imkan verən akselerometr quraşdırılmışdı.

“Sonra biz test gövdəsinə yapışdırıla bilən yarımkürədən düzə qədər bir neçə fərqli burun forması hazırladıq” dedi Belden. “Biz ölçülmüş təsir qüvvələrimizi sferik burun formalarına təsir qüvvələrini proqnozlaşdıran mövcud nəzəriyyələrlə müqayisə etdik və təcrübələrimizin bu nəzəriyyələrdən uzaqlaşdığı burun radiusunu tapdıq.”

Belden və onun həmkarlarının topladığı tapıntılar, suya şaquli şəkildə dəyən zaman düz cisimlərin sferik cisimlərə nisbətən daha böyük hidrodinamik qüvvələrə məruz qaldığı fərziyyəsinə ziddir. Bunun əvəzinə tədqiqatçılar müəyyən etdilər ki, sferik cisimlərin əyriliyi onları müşayiət edən təsir qüvvələrinin həcminə böyük təsir göstərə bilər.

“Biz müşahidə etdik ki, burun yastılaşdıqca, suya dəymə anında burun və su arasında bir hava təbəqəsi ilişib”, – Belden bildirib. “Bu hava təbəqəsinin hündürlüyü böyük ölçüdə burun əyriliyindən asılıdır. Bundan əlavə, hava təbəqəsi zərbəni əhəmiyyətli dərəcədə “yastışdırır”. Bir az əyri burun hava təbəqəsinin hündürlüyünün daha qısa olmasına səbəb olur və bu, düz buruna nisbətən daha az yastıqla nəticələnir.”

Belden və onun həmkarları tərəfindən toplanan tapıntılar suda sürətlə hərəkət etmək üçün nəzərdə tutulmuş obyektlərin və texnologiyaların gələcək inkişafı üçün dəyərli nəticələr verə bilər. Bundan əlavə, onların işi digər tədqiqat qruplarını müxtəlif əyriliklərə malik sferik obyektlərin hidrodinamikasını daha da tədqiq etmək məqsədi daşıyan oxşar təcrübələr həyata keçirməyə ruhlandıra bilər.

“Növbəti araşdırmalarımızda biz bioloji dalğıcların (yəni insanlar və ya quşların) laboratoriya təcrübələrimizdə aşkar etdiyimiz qədər təsir gücünə məruz qalıb-qalmadıqlarını araşdırmaq maraqlı olardı” dedi Belden.

Daha çox məlumat: Jesse Belden et al, Water Impact: When a Sphere Becomes Flat, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.034002

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları