Överljudsstrålar i köket

I en mycket läsbar, och gratis tillgänglig (pdf), artikel i PRL [1] visar att man enkelt kan skapa luftstrålar där luften rör sig med överljudshastighet hemma i köket. När ett fast föremål släpps ner i vätska bildas en kavitet i vätskan som fylls av luft som strömmar in. Efter några millisekunder börjar kaviteten att kollapsa av trycket från den omkringliggande vätskan. Luften pressas då ut ur hålrummet med allt högre fart ju smalare halsen på hålrummet blir. Detta är känt sedan länge, och är det som ger upphov till den vattenstråle som sticker rakt upp, ibland ganska högt, när man släpper något i vatten.

Det nya i den här artikeln är att författarna lyckats mäta hastigheten på luftflödet med hjälp av en höghastighetskamera och små rökpartiklar (en film finns här) när kaviteten fortfarande är ganska stor. Genom att koppla de mätningarna med datorsimuleringar kommer man fram till att när halsen har en radie på någon millimeter, strax innan den kollapsar når luftströmmen verkligen överljudshastighet. Det var nytt att trots att tryckskillnaden i kaviteten och utsidan är ganska lite kan man ändå få en så snabb luftström.

Om det finns någon praktisk nytta med det här är kanske tveksamt, men det är rätt coolt i alla fall.


Andra bloggar om: vetenskap. forskning, fysik, fluiddynamik, vardagsfysik.

[1] Gekle, S.; Peters, I. R.; Gordillo, J. M.; van der Meer, D.; Lohse, D., Supersonic Air Flow due to Solid-Liquid Impact. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, (2), 024501.