Cattiva Astronomia

Soffiare anelli di fumo quadrati

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La mia amica Dianna Cowern - alias FisicaRagazza — è un divulgatore scientifico che realizza video meravigliosi che mostrano fantastici fenomeni fisici. A volte sono semplici ma sconcertanti rompicapi, come quello che succede al livello dell'acqua se lanci un sasso da una barca, o perché uno specchio si inverte a destra e a sinistra ma non su e giù (suggerimento: è perché non lo fa neanche).

E a volte trattano argomenti molto più complessi, come vortici nelle piscine (sul serio, guarda quello). I vortici sono fluidi rotanti, che includono sia liquidi che gas - tutto ciò che può fluire - e la fisica dietro i fluidi in movimento, chiamata idrodinamica, è estremamente complessa. È uno degli argomenti più complessi in fisica (aggiungetegli magnetismo e guardate le teste dei fisici esplodere).

Ma la cosa strana è che la complessità a volte si ammanta di una semplicità ingannevole. Ad esempio, hai visto l'acqua precipitare in un canale di scolo un milione di volte o video time-lapse di uragani dallo spazio. Questi sono vortici e non sembrano così complicati, giusto? Sì, no. Sono ridicolmente difficili da capire matematicamente.



E questo mi porta a un meraviglioso video che Dianna ha appena pubblicato sugli anelli di fumo. C'è un dispositivo abbastanza semplice, chiamato cannone a vortice, che può emettere costantemente vortici d'aria, e se aggiungi un po' di fumo ottieni, beh, anelli di fumo. Il loro movimento è già piuttosto complicato, ma poi lei (e il comunicatore di matematica Grant Sanderson di 3Blue1Brown ) ha reso anche Di più così. Fanno una domanda piuttosto interessante:

Cosa succede se metti un'apertura quadrata sopra il cannone? Cosa succede agli anelli di fumo?

Ok, prima, pensaci un secondo. Quindi Guarda il video . La risposta è estremamente fresco:

Come puoi vedere dal suo video, le cose del mondo reale sono molto più complicate delle semplici spiegazioni che sto dando qui, specialmente quando lanci turbolenze (che è ridicolmente complicate), cambiamenti nell'aria davanti al ring ( come densità, movimento, temperatura e altro) e imperfezioni nell'apertura del cannone a vortice. E mi chiedo: otterresti anelli più coerenti e più duraturi se soffiassi anelli di aria calda nell'aria fredda dell'ambiente o fredda in calda? E se usassi aria molto più densa (come, diciamo esafluoruro di zolfo , e oh mio sì vuoi fare clic su quel link ) o aria più leggera (come l'elio)?

Ovviamente, ho bisogno di un cannone a vortice. E l'accesso a un laboratorio di chimica. E una buona fotocamera. E più cervelli nel mix.

Hmmmm, Diana? Fammi uno squillo! Ho un'idea…

quanto costa dc Universe?


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