Физики объяснили, почему при столкновении жидкости с поверхностью образуется всплеск

Ученые из Уорикского университета (Великобритания) предложили новую теорию, объясняющую процессы, которые происходят, когда капли воды сталкиваются с поверхностью, образуя всплеск. Свои выводы ученые изложили на страницах Physical Review Letters.

Когда капля воды падает на поверхность, очень тонкий слой воздуха мешает ей плавно распространиться по поверхности. Капля не может вытолкнуть этот слой, жидкие части разлетаются, образуя всплеск. Слой воздуха толщиной в 1 микрометр в 50 раз тоньше человеческого волоса, однако именно он препятствует капле воды толщиной в 1 мм. «Это сравнимо со слоем воздуха толщиной в 1 см, который останавливал бы волну цунами, распространяющуюся по пляжу», — отметил автор исследования Джеймс Сприттлс.

Ученые выяснили, что происходит с этим тонким слоем воздуха во время падения капли. Оказалось, что чем ниже давление воздуха, тем легче воздух может просочиться из «раздавленного» каплей слоя, оказывая ей меньшее сопротивление, тем самым подавляя последующий всплеск. Именно поэтому капли с меньшей вероятностью расплескиваются на вершинах гор, где атмосферное давление низкое.

Исследователи отметили, что понимание условий, которые вызывают всплеск, позволяет им выяснить, как предотвратить его. Это может привести к потенциальным прорывам в различных областях человеческой деятельности. «Больше всего результаты исследования важны для климатологии, чтобы понимать, как капли воды сталкиваются во время образования облаков, или чтобы оценить количество углекислого газа, попадающего в океан из-за осадков», — заключил Сприттлс.