Духащи квадратни пръстени за дим

Какъв Филм Да Се Види?
 
>

Моята приятелка Даяна Коуърн - известна още PhysicsGirl - е научен комуникатор, който прави прекрасни видеоклипове, демонстриращи готини физически явления. Понякога те са прости, но объркващи мозъчни закачки, например какво се случва с нивото на водата, ако хвърлите камък от лодка, или защо огледалото се обръща наляво и надясно, но не нагоре и надолу (намек: Това е така, защото и това не се случва).



И понякога те са на много по -сложни теми, като вихри в басейни (сериозно, гледайте това). Вихрите са въртящи се течности, които включват както течности, така и газове - всичко, което може да тече - и физиката зад движещите се течности, наречена хидродинамика, е изключително сложна. Това е една от най -сложните теми във физиката (добавете към нея магнетизъм и гледайте как избухват главите на физиците).

Странното обаче е, че сложността понякога се прикрива в измамната простота. Например, виждали сте вода да се върти в канализация милион пъти, или видеоклипове с урагани от космоса. Това са вихри и не изглеждат толкова сложни, нали? Да, не. Нелепо е трудно да се разберат математически.







И това ме довежда до прекрасен видеоклип, който Диана току -що изложи за димните пръстени. Има доста просто устройство, наречено вихрово оръдие, което може постоянно да издухва въздушни вихри и ако добавите малко дим, получавате, добре, димни пръстени. Движението им вече е доста сложно, но след това тя (и комуникатор по математика Грант Сандерсън от 3Blue1Brown ) го направи равен Повече ▼ така. Те задават доста интересен въпрос:

Какво се случва, ако поставите квадратна бленда над оръдието? Какво се случва с димните пръстени?

Добре, първо помисли малко за това. Тогава гледай видеото . Отговорът е изключително готино:

Както можете да видите от неговия видеоклип, нещата в реалния свят са много по -сложни от простите обяснения, които давам тук, особено когато хвърляте турбуленция (което е смешно сложно), промени във въздуха пред ринга ( като плътност, движение, температура и др.) и несъвършенства в отвора на вихровото оръдие. И това ме кара да се чудя: Бихте ли получили по-последователни, по-дълготрайни пръстени, ако духате пръстени с горещ въздух в студен въздух от околната среда, или студ в горещ? Ами ако сте използвали много по -плътен въздух (например, да речем серен хексафлуорид , и о, да, да искате да щракнете върху тази връзка ) или по -лек въздух (като хелий)?





Очевидно ми трябва вихрово оръдие. И достъп до химическа лаборатория. И добра камера. И повече мозък в сместа.

Хммм, Даяна? Пуснете ми линия! Имам идея…