британские ученые выяснили чем вызван звук капающего крана
Физики обнаружили источник капающего звука
Британские физики традиционно отвечают на самые важные вопросы Вселенной. Вот и на этот раз они обнаружили источник звука «кап-кап-кап», который мы слышим при падении капель на водную поверхность.
Причиной исследования стала поездка доктора Анурага Агарвала (Anurag Agarwal) с инженерного факультета Кембриджского университета в гости к другу в Бразилию. Там он встретился с протекающей крышей, капли с которой постоянно скатывались в ведро с характерным звуком. Агарвал, раздраженный и в то же время заинтересованный, решил понять, какой именно процесс стоит за формированием того самого раздражающего звука. Простое столкновение капли с поверхностью, по его мнению, «не дает такой музыкальности» — а значит, все не так просто.
Для того, чтобы это выяснить, Агарвал провел эксперимент в одной из лабораторий родного Кембриджского университета, где использовал высокоскоростные камеры и подводный и надводный микрофоны. Как ранее и предполагалось, источником стали резонансные колебания поверхности воздушного пузырька, появляющегося в воде при столкновении с поверхностью, но механизм распространения звуковой волны при этом оказался не таким, как в теории.
В момент удара капля не издает звука, но через несколько миллисекунд после удара в капле формируется выемка. Затем эта выемка сжимается в пузырек воздуха, со всех сторон окруженный водой, который и выдает тот самый капающий звук. Он колеблется со скоростью около 5 кГц и колеблет саму воду вокруг себя. От момента удара капли о поверхность до появления звука проходит около 35 мс.
Такой яркий звук образуется только при падении капли на водную поверхность: при падении на дерево или бетон звук получается глухой. Как выяснил Агарвал, мыльный раствор не дает пузырьку колебаться с необходимой частотой и, соответственно, препятствует рождению того самого звука.
По словам Агарвала, это исследование позволит более реалистично имитировать капающий звук в кино, видеоиграх и других медиа.
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.
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.
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.
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.