В 2016 году молодежь Америки была одержима этой крутой уловкой: проблемой с бутылкой с водой. Концепция проста, но легче сказать, чем сделать. Просто переверните полную или полупустую пластиковую бутылку с водой, чтобы она приземлилась. Дети по всей стране рассказывали о своих успехах и неудачах на YouTube, в то время как сморщивание брошенных бутылок с водой сводило их родителей с ума. Возможно, увлечение исчезло, но физика все еще остается. Вот почему, сообщает Минди Вайсбергер из LiveScience, группа молодых исследователей недавно опубликовала статью, демонстрирующую, как каждый раз садить бутылку с водой.
Согласно пресс-релизу, пять первокурсников в Университете Твенте решили разгадать физику испытания бутылки с водой для класса по динамике и относительности. Используя камеру высокого разрешения, они снимали сальто после переворачивания полных и частично полных бутылок с водой, а также бутылок с двумя теннисными мячами. Затем они проанализировали видео и свели движения к физическим формулам. Они обнаружили, что переворот, который вызывает наибольшее снижение угловой скорости, скорее всего, застрянет при посадке.
С практической точки зрения, команда обнаружила, что самая лучшая бутылка для переворачивания наполнена от 20 до 41 процента. Согласно исследованию, посадка полной бутылки практически невозможна, поскольку скорость вращения бутылки не изменяется. Однако в частично заполненной бутылке вода распространяется по мере вращения, изменяя скорость вращения.
«Мы не рассматривали воду в бутылке как жидкую, а вместо этого предполагали, что она ведет себя как нечто жесткое», - сказала одна из студентов-исследователей Пим Деккер Михаэле Несварова в U Today в начале этого года. На самом деле, бутылки с водой и теннисные мячи вели себя одинаково.
«На основании наших экспериментов мы показали, что масса вращающегося объекта распространяется по всему объекту, уменьшая скорость. Это означает, что распределение массы замедляет бутылку и увеличивает шансы на успешную посадку », - говорит Деккер.
Исследование опубликовано в Американском журнале физики, довольно внушительный кредит для студентов старших курсов. Команда изначально не собиралась попадать в престижный журнал. «Это началось как обычный проект для нашего курса по динамике», - сказала Несварова Мис Флаппер, один из авторов. «Мы могли выбрать любую тему, которая нам понравилась, и проблема с переворотом в тот момент пользовалась большим успехом. Насколько нам известно, публикаций, посвященных этому явлению, не было. Нашим учителям Альваро Марину и Жако Сноейеру очень понравилась эта тема, и позже они попросили нас помочь им написать статью на эту тему. Это нас удивило, но мы, конечно, согласились.
Бумага может быть слишком поздней, чтобы спасти человечество от постоянного хлопотания бутылок с водой, что сделало 2016 и 2017 годы настоящим кошмаром для многих, но Флэппер говорит Вайсбергеру из LiveScience, что исследование имеет большую точку зрения.
«Вы не должны бояться мыслить нестандартно - даже в абстрактной, теоретической области [такой], как физика», - говорит он.
Однако для объяснения других, более поздних сенсаций на YouTube, таких как тревожный вызов из 100 слоев или «Fortnite Dance Challenge», потребуются некоторые серьезные нестандартные решения.
