Tippuvan veden ääni riippuu asiayhteydestä - jos pisaroita putoaa kalliolta viileään, varjoisaan uima-altaaseen, ääni saattaa olla mielestämme kaunis. Jos ne tippuuvat koko yön hanasta pesualtaaseen, saatamme ajatella, että luomu on äänen suunnittelema kidutuksen muoto. Kummassakin tapauksessa yksi asia on varma: tippuvan veden ääni on erottuva, ja nyt, utelias tutkijat ovat selvittäneet miksi, sanoo Sarah Gibbens National Geographic -raportissa.
Cambridgen yliopiston insinööri Anurag Agarwal vieraili vuonna 2016 ystävänsä kanssa Brasiliassa sadekaudella. Vettä tipui katon halkeamasta alla olevaan kauhaan, upoten koko yön. Tuo ärsyttävä, uneton yö sai Agarwalin miettimään, kuinka pisarat tuottavat kyseisen äänen. Hän perusteli, että jos sen tekisi vain vesipisara, joka rasisi kauhan veden pintaa, se olisi paljon ankarampi. Jotain muuta, hän ajatteli, oli meneillään.
Joten palattuaan kotiin hän päätti tutkia. George Dvorsky Gizmodossa kertoi, ettei hän ollut ensimmäinen, joka kiinnostui pilkusta . Jo vuonna 1908, tiedemies nimeltä Arthur Worthington otti valokuvia pisaroiden vaikutuksista. Viime vuosisadan aikana tutkijat ovat jatkaneet nestepisaroiden takana olevan fysiikan analysointia, koska pisaroiden nestemäisen dynamiikan ymmärtämisellä on hyötyä esimerkiksi tulostamisessa ja polttomoottorien parantamisessa. Tutkijat ovat myös viettäneet viime vuosisadan yrittäessään selvittää, miten pisaroiden ääni syntyy. Vaikka hypoteeseja on monia, kukaan ei ollut pystynyt selvittämään sitä.
Agarwal päätti ottaa kuvan käyttämällä erittäin nopeaa kameraa ja mikrofoneja vedenpinnan yläpuolella ja alapuolella. Se antoi joukkueelle mahdollisuuden tarkkailla ja kuulla tarkalleen mitä tapahtui ja jäljittää äänen alkuperään.
"Tippuvan hanan fysikaaliseen mekaniikkaan on tehty paljon työtä, mutta ääneen ei ole tehty kovinkaan paljon", Agarwal sanoo lehdistötiedotteessa. "Mutta nykyaikaisen video- ja äänitekniikan ansiosta voimme vihdoin selvittää tarkalleen, mistä ääni tulee, mikä voi auttaa meitä pysäyttämään sen."
Joten mitä tapahtuu? Se on vähän monimutkainen, mutta Gibbens selittää, että kun vesipisara osuu veden pintaan, siitä ei kuulu ääntä. Sen sijaan se luo pienen onkalon veden pintaan pienellä vesipylväällä, joka roiskuu keskelle, klassinen vesipisaroiden kuva. Tämän vesipylvään luominen tuottaa myös pienen kuplan vesipylvään alla, joka värähtelee 5000 kertaa sekunnissa. Sitten tämä pomppiva kupla aiheuttaa ontelon alapuolella olevan veden myös värähtelyn. Se tuottaa kuultavan pistokkeen . Kaikki tapahtuu noin 35 millisekunnin sisällä. ”Pikakameroiden ja herkkyysmikrofonien avulla pystyimme tarkkailemaan ilmakuplan värähtelyä suoraan ensimmäistä kertaa osoittaen, että ilmakupla on avaintekijä sekä vedenalaiselle äänelle että ilmaan erottuvalle tunnelmalle. 'ääni', myös kirjoittaja Sam Phillips, myös Cambridgestä, sanoo julkaisussa.
Vaikka tutkimus ratkaisee yhden elämän pienistä mysteereistä, julkaisun mukaan sillä voisi olla käytännön sovelluksia. Tietoja voitaisiin käyttää etsimään uusia tapoja mitata sademäärä tai tehdä putoilevia ääniä elokuville ja videopeleille, mikä on osoittautunut yllättävän kovaksi. Dvorsky kertoo tarjoavansa ratkaisun myös, jos tippuva hana tai vuotava katto ajavat sinut kylveksi - lisää vähän saippuaa vesisäiliöön. Se häiritsee pintajännitystä muuttamalla fysiikkaa ja poistamalla pilaantumisen .
Tutkimus ilmestyy tieteellisessä lehdessä.
