Een drietal werktuigbouwkundigen van de Seoul National University heeft ontdekt dat de vorm van een waterstraal die in een glas water valt de bepalende factor is in het geluid dat daaruit voortkomt. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Fluids Mouad Boudina, Joonoh Kim en Ho-Young Kim beschrijven experimenten die ze uitvoerden met een vallende waterstroom die in botsing kwam met stilstaand water.

Eerder onderzoek en anekdotisch bewijs hebben gesuggereerd dat verschillende soorten geluid het gevolg zijn van verschillende soorten bewegend water dat op stilstaand water botst – bijvoorbeeld de temperatuur van thee die in een halfgevulde mok wordt gegoten, of de hoeveelheid regenwater die van een dak in een opvangbak valt. zwembad.

In deze nieuwe studie onderzochten de onderzoekers de factoren die leiden tot verschillen in dergelijke soorten geluid. Daartoe bedachten ze een eenvoudig experiment waarbij ze een kleine hoeveelheid water door een mondstuk in een met water gevulde cilinder stuurden. Om gegevens te verzamelen plaatsten ze camera's in het gebied en een microfoon in het water die was aangesloten op een computer die het geluidsniveau kon meten.

Vervolgens stuurden de onderzoekers meerdere keren een paar millimeter water door het mondstuk, waarbij de hoogte van het mondstuk telkens werd aangepast. Videobeelden van de camera werden gebruikt om de kenmerken van het water te bestuderen terwijl het door de lucht in de cilinder viel en het stilstaande water raakte.

De onderzoekers ontdekten dat het vergroten van de hoogte vanwaar het water viel, leidde tot het uiteenvallen van de waterstroom in een reeks druppels. Het leidde ook tot een toename van het aantal luchtbellen (en rimpelingen) dat zich vormde toen het bewegende water het water raakte. stilstaand water. Ze ontdekten ook dat naarmate het water in druppels uiteenviel, de botsing luider geluiden produceerde.

Ze stelden vast dat de toename in luidheid te wijten was aan het feit dat er meer lucht in het stilstaande water vastzat toen de bellen toesloegen. Ze ontdekten dat dunne waterstromen meer geluid maken dan dikke stromen, omdat de dunnere stroom in druppels uiteenvalt. En dit, zo concluderen ze, verklaart waarom het beperken van de stroom van een theepot tot een dunne stroom tijdens het inschenken van een kopje thee niet het gewenste stillere geluid produceert.

Meer informatie: Mouad Boudina et al, Amplitude van het geluid van stromend water, Fysieke beoordelingsvloeistoffen (2023). DOI:10.1103/PhysRevFluids.8.L122002

Journaalinformatie: Fysieke beoordelingsvloeistoffen

© 2024 Science X Netwerk