Волны от падающей капли

[Парджеттер]

Сколько ответов, а мне, как назло, отвечать некогда

Zai в сообщении #347840 писал(а):

Несимметрия может быть вызвана:
- несимметрией капли;
- несимметричным состоянием жидкости в сосуде с водой( возможно от предыдущих ударов капель);
- неустойчивостью ударно-контактного взаимодействия двух жидкостей.
Что-то можно проверить бросанием стального шарика от подшипника того же диаметра, хотя они также не идеальны.

Насколько я понял, они достаточно тщательно, все-таки, эксперимент проделывали. Это я про предыдущие удары капель.
Насчет несимметрии капли важно вот что заметить. При эксперименте наблюдается достаточно устойчивое количество этих самых лепестков.

druggist в сообщении #347846 писал(а):

Возможно, если меньшить высоту с которой палает капля(уиеньшив кинетическую энергию капли), волновой фронт юудет более симметричным(круговым) В центре при падении капли движения жидкости не ламинарное, что приводит к несимметричному источнику волн и соответственно несимметричному волновому фронту

Уж больно картинка устойчивая получается.

photon в сообщении #347863 писал(а):

мне вот это понравилось про каплю видео

Интересное видео, кстати, это многое объясняет.

BISHA в сообщении #348461 писал(а):

Капля деформируется, в ней возникают волны деформации, определяющие форму капли и границы прилипания, границы прорыва поверхности.

А почему именно таким образом всё это деформируется?

AlexNew в сообщении #348540 писал(а):

просто наблюдаются некоторые моды с небольшим угловым числом. Результат граничных условий, если изменить форму/размер рюмки, то картина должна быть другой.

Ценная мысль, особенно в свете этого видео. Я сначала засомневался, т.к. думал, что в "аквариуме" опыт проводили. А потом узнал - оказалось, что в небольшом сосуде. Посоветовал сменить сосуд. Посмотрим, что выйдет.

[AlexNew]

(Оффтоп)

Issam писал(а):

Можно понаблюдать кумулятивные эффекты (точнее, их последствия) на потолке -- на собственной кухне.
Нужно только правильно уронить на пол узкий стакан (лучше не стеклянный), примерно на 80% заполненный водой, слегка конической или цилиндрической формы.

В течение промежутка времени, пока стакан падает, вода успевает слегка взобраться вверх по стенкам благодаря тому же поверхностному натяжению, и в центре образуется небольшая воронка. При ударе о поверхность происходит кумуляция, и из центра стакана выстреливает вверх настоящая струя.

Если уронить стакан с высоты примерно метр, то струя может достичь высоты 3-4 м.

Мы такой фокус проделывали, когда я еще в школе учился. Обнаружили эффект случайно, когда стакан с компотом выскользнул из рук, и на потолке образовалось компотное пятно

Очень важно, чтобы стакан упал без перекоса и ударился о пол всем днищем одновременно, тогда получается хорошо.
Мы же выпускали стаканы просто из рук, так что нормально получалось где-то лишь в одном случае из пяти.
Баловались мы стеклянными стаканами, и одного стакана хватало едва ли на большее число попыток, чем те же пять.
Так что эксперименты довольно быстро закончились -- когда все стаканы были перебиты

))))))))
Однозначно, на первые строчки хитпарада цитат !!!
Вижу заголовки интернет газет: "Суровые русские школьники откывают кумулятивный эффект в компоте"

[BISHA]

Парджеттер в сообщении #348737 писал(а):

А почему именно таким образом всё это деформируется?

Точка касания - узел. Колебания возникают из-за деформации капли, а частота определяется превращениями капли из шарика в трехосный эллипсоид и обратно. Есть собственная частота и гармоники, новые узлы. При вхождении в воду форма "провала" изогнутая, как сферическое зеркало. Эти поверхности - источники колебаний. А окончательная структура поверхности определяется интерференцией.

[Парджеттер]

Парджеттер в сообщении #348737 писал(а):

Ценная мысль, особенно в свете этого видео. Я сначала засомневался, т.к. думал, что в "аквариуме" опыт проводили. А потом узнал - оказалось, что в небольшом сосуде. Посоветовал сменить сосуд. Посмотрим, что выйдет.

Судя по всему, эффект не изменился. Проведение опыта в малом круглом сосуде и большом прямоугольном дает один и тот же результат.

[zbl]

Парджеттер в сообщении #348879 писал(а):

Проведение опыта в малом круглом сосуде и большом прямоугольном дает один и тот же результат.

Источником дискретной симметрии тут может быть симметрия молекулы воды... то есть, некий мелкоскоп нечаянно как бы получился...
Лепестки означают, что нет симметрии окружности, а только группа диэдра (окружность, разрезанная на одинаковые куски).
Думаю, подобную симметрию можно получить и в непрерывной среде, если вращать, например, два диска с разными скоростями.
Может быть тут есть две волны, которые бегут по поверхности сферического эллипсоида в противоположных направлениях.
Тогда отношение их скоростей определяет число лепестков на картинке.

[Lexey]

Где-то я видел красивую фотку как (насколько я понял) капля над поверхностью воды разбивается о встречный всплеск от предыдущей капли упавшей в воду. образованные брызги (примерно 10..20 капель) разлетаются симметрично в горизонтальной плоскости. Вероятно процесс зачатия подобных брызг начинается и при ударе капли о поверхность воды. В начальной фазе удар о воду (через воздушную пленку) начинает сплющивание капли в тонкий блин, но тонкий блин энергетически не выгоден c точки зрения сил поверхностного натяжения, в результате образуется компромиссное решение - разлететься на мелкие капли в плоскости предполагаемого блина. Судя по фотке похоже что прорыв воздушной пленки происходит уже каждой дочерней каплей по отдельности в той стадии когда они еще только начали формироваться.

[Zai]

http://neptun7.photo.tut.ua/408/14450/96825/


http://korrespondent.net/tech/science/818727

[Парджеттер]

Zai, вот первая фотография очень удачная! Я ее позволил себе выложить в Вашем сообщении в открытую, воспользовавшись своими модераторскими полномочиями (надеюсь, Вы не против). Там виден начальный ровный фронт и понятно в связи с чем далее будут возникать лепестки. Как справедливо заметил ранее druggist, дальше уже они должны работать примерно как точечные источники.

[Theoristos]

AlexNew в сообщении #348594 писал(а):

Gravist, очень интересно!
Может быть есть другие красивые примеры где "на столе" можно понаблюдать за кумулятивными эффектами ???

Постукивание пробиркой с водой об стол?

[Gravist]

Может быть есть другие красивые примеры где "на столе" можно понаблюдать за кумулятивными эффектами ?

Theoristos в сообщении #348960 писал(а):

Постукивание пробиркой с водой об стол?

Theoristos, попробуйте подвести теор.базу, там видно будет!

[zbl]

Парджеттер в сообщении #348953 писал(а):

Там виден начальный ровный фронт и понятно в связи с чем далее будут возникать лепестки. Как справедливо заметил ранее druggist, дальше уже они должны работать примерно как точечные источники.

Мне интересно, от чего будет зависеть число лепестков? от размера капли?
Есть размер капли, который лепестков не покажет?

-- 02 сен 2010 01:25 --

Lexey в сообщении #348941 писал(а):

тонкий блин энергетически не выгоден c точки зрения сил поверхностного натяжения, в результате образуется компромиссное решение - разлететься на мелкие капли в плоскости предполагаемого блина.

На сколько частей порвётся блин? от чего это зависит?

----- добавлено позже -----

А ясно от чего.
Поверхностное натяжение будет конкурировать с кинетической энергией капли.
Значит, если легонько положить на поверхность махинькую капельку, то она сплющится лишь под действием собственной тяжести и блин будет мало отличаться от шара.
Капля тогда не разорвётся и в одиночку промнёт воздушную подушку и плюхнет, выбросив ещё меньшую каплю.
Лепестков не будет?

[AlexNew]

BISHA писал(а):

Точка касания - узел. Колебания возникают из-за деформации капли, а частота определяется превращениями капли из шарика в трехосный эллипсоид и обратно. Есть собственная частота и гармоники, новые узлы. При вхождении в воду форма "провала" изогнутая, как сферическое зеркало. Эти поверхности - источники колебаний. А окончательная структура поверхности определяется интерференцией.

Вот вы прикиньте какова энергия этих колебаний в сравнении с Кинетической! энергией капли при входе в воду. Никакого сколь нибудь заметного влияния на волны эти малые колебания оказать не могут!

zbl писал(а):

Источником дискретной симметрии тут может быть симметрия молекулы воды... то есть, некий мелкоскоп нечаянно как бы получился...
Лепестки означают, что нет симметрии окружности, а только группа диэдра (окружность, разрезанная на одинаковые куски).

Ага, нобелевскую премию в студию…

Zai писал(а):

http://neptun7.photo.tut.ua/408/14450/96825/

если задуматься то это очень интересная картинка, про то как дискретное получается из непрерывного…

Вообще оба эти явления (изобр. на первой и послед картинке) наверное очень сильно не линейные,
все происходит совсем не так как в задачках про мембраны.
Наверное силы поверхностного натяжения на первой картинке являются определяющими почти в той же степени как и на последней картинке…
Есть избыток энергии, сильное возмущение, и силы поверхностного натяжения пытающиеся это дело ограничить.

[zbl]

AlexNew в сообщении #348984 писал(а):

Ага, нобелевскую премию в студию…

За такой принцип мелкоскопии?
Вот Вы говорите, что колебания капли на картинку не повлияют, потому что они малы.
Но, если они входят в начальные условия системы уравнений с неустойчивыми решениями, то малые изменения начальных условий дадут катастрофические разницы конечных результатов.
Вот и принцип для мелкоскопии.

Вопрос простой: какое минимальное количество может быть лепестков?
Маховик чаше всего разрывается на три части, а капля?
Что-то мне подсказывает, что минимальное число секторов тут будет шесть, а не три.

Я не могу придумать источник дискретной симметрии.
Либо молекула воды, либо стоячая волна на окружности (две скорости вращения, две частоты колебаний).
Что ещё?

[AlexNew]

жидкость это не кристалл, это неупорядоченая сеть, нет там никакой глобальной симметрии, а рвется все примерно одинаково, там где тонко вы ведь не думаете что маховики который рвется на 3 части должен быть сделан из особого материала ?

[Lexey]

zbl в сообщении #349119 писал(а):

Я не могу придумать источник дискретной симметрии.

Всегда есть какие-то малые случайные флуктуациии. Энергетически выгодные усиливаются, невыгодные затухают.