Это должно было случиться с вами не один раз: вы очень медленно и осторожно пытаетесь налить напиток из чайника в стакан, но вместо умышленного удара струя скользит по нижней стороне носика, и все разливается. Вроде досадное упущение. Но нет - это закономерность! Воздействие чайника изучается на протяжении десятилетий, и теперь исследовательская группа смогла подробно описать его после тщательного теоретического анализа и многочисленных экспериментов.
Ученые выяснили, что взаимодействие различных сил удерживает небольшое количество жидкости непосредственно над носиком: этого достаточно, чтобы при определенных условиях перенаправить поток жидкости, пишет National Geographic. Эффект чайника был впервые описан Маркусом Райнером в 1956 году, и ученые неоднократно пытались объяснить этот эффект. Работа над этой темой была даже удостоена юмористической Шнобелевской (Антинобелевской) премии 1999 года.
В настоящее время исследование влияния чайника завершено в Rainer's Alma Mater, Венском технологическом университете. «Хотя это очень распространенный и, кажется, простой эффект, его чрезвычайно трудно объяснить с точки зрения механики жидкости. Кромка на нижней стороне носика чайника играет важную роль: там образуется капля, в результате чего область под кромкой всегда остается влажной. Размер этой капли зависит от скорости, с которой жидкость вытекает из чайника. Если скорость ниже критического порога, поток перенаправляется, и жидкость стекает по носику », - сказал Бернхард Шайхль, ведущий автор исследования. «Впервые мы смогли дать полное теоретическое объяснение того, почему образуется эта капля и почему нижняя часть верхней части носика всегда остается влажной. Математика, лежащая в основе этого, сложна - это взаимодействие инерционных, вязких и капиллярных сил. Сила инерции гарантирует, что жидкость стремится сохранить свое первоначальное направление, в то время как капиллярные силы замедляют движение жидкости прямо рядом с носиком чайника.
Взаимодействие этих сил лежит в основе так называемого эффекта чайника. Но капиллярные силы гарантируют, что эффект начинается только при определенном угле между стенкой и поверхностью жидкости. Чем меньше этот угол или чем гидрофильнее материал чайника, тем медленнее отделяется жидкость от поверхности носика », - добавляет Шейхл. Интересно, что сила тяжести по отношению к другим возникающим силам не играет решающей роли. Гравитация просто определяет направление, в котором направлена струя, но ее сила не имеет решающего значения для эффекта чайника, поэтому эффект чайника будет наблюдаться даже при питье чая на лунной основе (но не на Международной космической станции. где гравитации нет вообще).
