Pro pohyb kapek na čelním skle aut má vysvětlení fyzika

Při jízdě v dešti kloužou některé kapky po čelním skle vzhůru, jiné dolů. Některé dokonce stojí na místě. „Je to velmi hypnotizující, že?“ říká výzkumník mechaniky tekutin Sungyon Lee z University of Minnesota v Minneapolis.

Lee a Alireza Hooshanginejad, výzkumník v oblasti mechaniky tekutin na Cornell University, použili matematické rovnice k popisu sil působících na dešťové kapky. Tato práce odhalila několik faktorů, které určují chování kapy, uvádí dvojice.

Dešťové kapky na šikmém čelním skle jedoucího auta současně pociťují síly způsobené gravitací a větrem, který proudí nad autem. Směr, kterým se dešťová kapka pohybuje, závisí na její velikosti.

U větších dešťových kapek vítězí gravitace, která kapky stahuje dolů. U menších dešťových kapek převládne vítr, který žene kapky vzhůru. U středně velkých kapek se síly vyrovnají a kapky zůstávají v klidu. Nejmenší dešťové kapky také zůstávají na místě, protože vítr neposkytuje dostatek síly, aby překonal tendenci vody ulpívat na skle.

Chování dešťových kapek ovlivňují i další faktory. Jak se zvyšuje rychlost vozu, a tedy i rychlost větru, větší dešťové kapky se vytlačují nahoru, Snížení rychlosti má opačný efekt. Pokud se navíc auto pohybuje dostatečně pomalu, nebude tvořen dostatečný proud větru, aby se kapky daly do pohybu vzhůru. Zatímco v případě čelních skel, které jsou strměji nakloněná, umožňují menším dešťovým kapkám podlehnout gravitaci než mělčí čelní skla, naznačují  výsledky.

Pro zjednodušení výpočtů vědci studovali idealizovanou verzi dešťových kapek, založenou pouze na dvou rozměrech. to znamená, že výsledky se nebudou dokonale promítat do skutečných dešťových kapek, říká Lee, ale stále mohou poskytnout představu o tom, proč kapky vody dělají to, co dělají.

Originální publikace: https://journals.aps.org/prfluids/abstract/10.1103/PhysRevFluids.7.033601

Zdroj: ScienceNews

Obrázek: Ashwini Chaudhary via Unsplash