قطرات بارانِ بسیار سریع، قوانین فیزیک را نقض می کنند!

بیگ بنگ: شاید انتظار دارید که فیزیک مربوط به باران موضوعی است که بخوبی تحلیل و درک شده باشد، اما برخی مواقع قطرات باران سریعتر از آنچه فرمولهای موجود ممکن می دانند، سقوط می کنند، اندازه گیریهای گذشته بخوبی مبیّن چنین واقعیتی بوده و داده های جدید نیز نشان دهنده میزان بالای شکستن مرزهای سرعت نظری می باشند.

raindrops_ اجسام در خلاء و نیز تحت تاثیر گرانش، با سرعتی بیشتر سقوط می کنند. اما سقوط آزاد در هوا، سرعت حدی (Terminal velocity) را اعمال می کند که در آن مقاومت هوا با نیروی گرانش در تعادل باشد. محاسبات سرعت حدی براساس وزن و مساحت از موضوعات دوره کارشناسی فیزیک می باشد، برای اجسام تقریباً کروی با تراکم یکنواخت، از آنجا که وزن سریعتر از مساحت افزایش می یابد، سرعت حدی با افزایش اندازه بالا می رود.

در سال ۲۰۰۹ اندازه گیری سرعت قطرات باران اندازه گیری شده، این موضوع را بسادگی نقض کرد، آنچه این موضوع را پیچیده تر ساخت، عدم هماهنگی تمام قطرات در این وضعیت بود. در نمونه ای شامل ۶۴۰۰۰ قطره، مجموعه قطراتی با اندازه ی متوسط دیده شدند که حد سرعت را شکستند، حتی این تناقضات آنچنان نبود که بتوان با تعدیل کوچک معادلات آنها را توجیه کرد؛ بطوریکه برخی از آنها ده برابر سرعت حدی را داشتند. از آنجایی که سرعت حدی بالاترین سرعت حاصل از سقوط نسبتاً طولانی است، انتظار می رفت گذشته از سرعت اولیه، نهایتاً سرعت قطرات تا میزان مناسب کاهش یابند.

آلکساندر کاستینسکی از دانشگاه فنی میشیگان در پژوهش جدید انجام شده نشان داد که ۳۰ تا ۶۰ درصد قطرات با اندازه ی مناسب، فوق سریع میباشند و نیاز به توجیه جدیدی احساس می شود. او ۲۱ رهگیر لیزری را جهت اندازه گیری سرعت ۱٫۵ میلیون قطره در ۶ وضعیت مختلف بارشی استفاده کرد که اندازه ی تمامی قطرات فوق سریع کمتر از ۰٫۸ میلیمتر بودند. این امکان هست که قطرات فوق سریع حاصل ِ از هم پاشیدن قطره بزرگ دیگری باشند که سرعتی بیشتر از سرعت حدی قطرات ریز داشته اند.

دیگر توجیه ممکن، می تواند “آشفتگی” (Turbulence) باشد. به این معنا که رفتار قطرات می تواند مانند پرواز غازها یا مسابقه موتورسیکلت جاده ای باشد که فشار کاهش یافته پشت سردسته را جهت افزایش سرعت حرکت بکار می گیرند؛ در حالیکه اندازه غازها یا موتورسوارها یکسان است، بهرحال این سرعتها تنها هنگامی ممکن خواهند بود که قطرات بزرگتر در جلو باشند. همچنین یافته های این تحقیق می تواند به بازنگری مدل های تخریبی طوفانها منجر شود.

ترجمه: حامد احدی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience

image_pdfimage_print
(22 نفر , میانگین : 4٫95 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=25347
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *