ทุ่นลอยน้ำกลับหัวทำให้เรือลำเล็กดูเหมือนต้านแรงโน้มถ่วง

นักฟิสิกส์ในฝรั่งเศสได้ทำให้วัตถุขนาดเล็กลอยกลับด้านใต้ชั้นของเหลวหนืดที่ลอยอยู่ในอากาศ แม้ว่าการสาธิตที่ท้าทายแรงโน้มถ่วงอย่างเห็นได้ชัดของพวกเขาไม่ได้ละเมิดกฎของฟิสิกส์ แต่พวกเขากล่าวว่ามันสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาใหม่ระหว่างอากาศและของเหลวได้ หลักการของอาร์คิมิดีสกล่าวว่าวัตถุที่แช่อยู่ในของเหลวทั้งหมดหรือบางส่วนจะมีแรงลอยตัวสูงขึ้น 

ซึ่งเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่วัตถุนั้นเคลื่อนที่แทนที่ 

การลอยตัวจะทำให้วัตถุลอยตัวได้หากมีความหนาแน่นน้อยกว่า (โดยรวม) เมื่อเทียบกับของเหลว การลอยตัวจะทำให้วัตถุลอยตัวได้โดยการต้านแรงโน้มถ่วงอันเนื่องมาจากน้ำหนักของวัตถุเอง ในขณะที่วัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะจมลง

นี่เป็นปรากฏการณ์ที่คุ้นเคยมากในโลกประจำวันของเราซึ่งมีน้ำและของเหลวอื่นๆ ตามธรรมชาติที่ศักย์โน้มถ่วงต่ำกว่าก๊าซที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ผู้คนบนเรือเดินทางในอากาศโดยมีทะเลอยู่เบื้องล่าง งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าหลักการเดียวกันนี้ใช้กับผู้คนในโลกที่กลับหัวกลับหาง ซึ่งความจริงแล้วท้องฟ้าอยู่ใต้ทะเล

เอฟเฟกต์ตอบโต้สัญชาตญาณเคล็ดลับในการทำให้เกิดการลอยตัวแบบพลิกคว่ำนี้คือการสั่นสะเทือน นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่ตอบสนองต่อสัญชาตญาณได้หลายอย่างโดยการสั่นของของไหลที่ความถี่สูง ตัวอย่างเช่น ฟองแก๊สสามารถทำให้จมได้ ในขณะที่อนุภาคที่หนักกว่าจะลอยตัวขึ้น ในระดับที่ใหญ่กว่า 

ของเหลวทั้งชั้นสามารถลอยอยู่ในอากาศได้ 

นี่เป็นเพราะของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่ามักจะหยดลงมาภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วง และในที่สุดจะแทนที่อากาศที่อยู่ข้างใต้ การสั่นสะเทือนช่วยให้พื้นผิวด้านล่างของของเหลวราบเรียบและเลื่อนลอยได้ โดยป้องกันการก่อตัวของหยด

ในการทดลองใหม่Emmanuel Fortและเพื่อนร่วมงานที่ PSL University ในปารีสได้แก้ไขภาชนะลูกแก้วให้เป็นแท่นสั่นแล้วเติมน้ำมันซิลิกอนหรือกลีเซอรอลลงในภาชนะ ของเหลวหนืดเหล่านี้มีพื้นผิวที่คงความเสถียรแม้ในการเร่งความเร็วสูง หลังจากเปิดเครื่องปั่น นักวิจัยใช้หลอดฉีดยาที่มีเข็มยาวเพื่อฉีดอากาศไปทางด้านล่างของของเหลว เมื่อฟองสบู่ยุบตัวและโตขึ้น ในที่สุดก็สร้างชั้นอากาศที่ด้านล่างของภาชนะ ทำให้ของเหลวหนืดลอยขึ้น

การลอยตัวของของไหลนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่สิ่งที่ Fort และเพื่อนร่วมงานทำคือวางวัตถุคว่ำลงบนส่วนต่อประสานด้านล่างระหว่างของเหลวกับอากาศ ตามที่อธิบายในบทความเรื่องธรรมชาติการลอยตัวนี้ควบคุมโดยฟิสิกส์พื้นฐานแบบเดียวกันกับที่ทำงานในส่วนต่อประสานด้านบน แรงโน้มถ่วงของวัตถุมีแนวโน้มที่จะดึงมันลงมาในขณะที่การรบกวนการเคลื่อนที่ลงของวัตถุในของเหลวมีแนวโน้มที่จะดึงขึ้น

การกระจัดเล็กน้อยจากสมดุล อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่าง

ที่สำคัญระหว่างการลอยตัวแบบปกติและแบบกลับด้าน ในอดีต วัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลที่เสถียร เนื่องจากความพยายามใดๆ ที่จะเคลื่อนขึ้นหรือลงจะต้องได้รับแรงฟื้นฟู เมื่อกดลงไป มันจะแทนที่ของเหลวจำนวนมากขึ้นและสัมผัสกับการลอยตัวที่มากขึ้น ในขณะที่แรงใดๆ ที่ผลักออกจากของเหลวจะถูกต่อต้านด้วยแรงโน้มถ่วง แต่ในกรณีกลับหัวกลับหาง การกระจัดเล็กน้อยจากจุดสมดุลจะทำให้วัตถุเร็วขึ้น ต้องขอบคุณแรงโน้มถ่วงด้านล่างและมวลของของเหลวด้านบน

ฟอร์ทและคณะพบว่าการสั่นสะเทือนที่จำเป็นในการทำให้อากาศและของเหลวกลับด้าน อันที่จริงแล้วยังทำให้การลอยตัวแบบแปลกใหม่มีความเสถียร อย่างน้อยก็สำหรับวัตถุที่มีความหนาแน่นระดับหนึ่ง พวกเขาทำให้ภาชนะสั่นสะเทือนที่ 100 เฮิร์ตซ์ และแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถตรึงชุดพลาสติกทรงกลมขนาดเล็กไว้กับส่วนต่อประสานระหว่างอากาศกับของเหลวด้านล่าง โดยที่ทรงกลมยังคงอยู่ในตำแหน่งแม้ว่าพวกเขาจะแหย่ก็ตาม เพื่อให้การสาธิตดูสะดุดตายิ่งขึ้น พวกเขาจึงใช้เรือพลาสติกลำเล็กๆ ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ในขณะที่เรือลำเดียวกันลอยอยู่บนอินเทอร์เฟซด้านบน

จากนั้นนักวิจัยพบว่าลูกพลาสติกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 ซม. ที่มีน้ำหนักไม่เกิน 6 กรัมตกลงไปที่ด้านล่างของห้องเท่านั้นเมื่อพวกเขาลดแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนจนถึงจุดที่ชั้นของเหลวยอมจำนนต่อแรงโน้มถ่วง ในทางตรงกันข้าม ทรงกลมที่หนักกว่านั้นตกลงมาก่อน พวกเขากล่าวว่าพฤติกรรมนี้สอดคล้องกับแบบจำลองทางทฤษฎีง่ายๆ ที่พวกเขาพัฒนาขึ้นเพื่ออธิบายการลอยตัวแบบกลับหัว เฉพาะเมื่อความหนาแน่นของทรงกลมเข้าใกล้ของเหลว ซึ่งหมายถึงมวลประมาณ 8 กรัม จึงเกิดความคลาดเคลื่อนอย่างมีนัยสำคัญ ในกรณีนั้นพวกเขาเสริมว่าเอฟเฟกต์ที่ซับซ้อนอื่น ๆ ก็มีบทบาทเช่นกัน

ของไหลจะมีน้ำมูกไหลมากเมื่อนักฟิสิกส์กำหนดขีดจำกัดความหนืดต่ำสุดที่เป็นสากลทีมงานใช้แบบจำลองตามแนวคิดของแรงเฉลี่ยตามเวลา ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้สภาวะสมดุลมีเสถียรภาพ อย่างที่พวกเขาชี้ให้เห็น นี่เป็นแนวคิดพื้นฐานเดียวกันกับสิ่งที่เรียกว่าลูกตุ้ม Stephenson–Kapitza ในกรณีดังกล่าว การสั่นจะทำให้ลูกตุ้มจับจ้องจากด้านล่างเพื่อแกว่งไปมาในแนวโค้งเล็กๆ มิฉะนั้น ลูกตุ้มจะตกลงสู่พื้น

วลาดิสลาฟ โซโรคินแห่งมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ในนิวซีแลนด์และอิลิยา เบลคมัน แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซียในเมืองเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ประเทศรัสเซีย ได้ เขียนบทบรรยายเรื่องNatureว่ามีข้อสันนิษฐานหลายประการ เช่น ความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างความดันและความสูงของอากาศ ชั้น – “ค่อนข้างจำกัดความแม่นยำ” ของแบบจำลองของกลุ่มฝรั่งเศส แต่พวกเขาคิดว่างานนี้อาจนำไปสู่การใช้งานจริง โดยชี้ให้เห็นว่าผลกระทบที่ท้าทายแรงโน้มถ่วงในของเหลวเคยถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงปฏิกิริยาเคมีและช่วยในการแปรรูปแร่ และแสดงให้เห็นว่า “ปรากฏการณ์ที่โดดเด่น” อื่น ๆ ยังคงถูกค้นพบในการสั่นสะเทือน ระบบเครื่องกล

Credit : ghdhairstraightenersydney.com ghdivsalonstyleruk.com ghdstraightenersonline.org giulianovacalcio.net gratisseksfilms.info