超音速浴缸物理學

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在你的浴缸裡出現音爆? 顯然,一個硬物落入水中可以推動一股空氣射流衝出水面,速度非常快,以至於短暫地突破音障。

荷蘭特溫特大學和西班牙塞維利亞大學的物理學家進行了一項實驗,他們將一個盤狀物體水平拉入水中,使其以每秒一米的相對緩慢速度(大致相當於從幾釐米高度掉落圓盤的速度)撞擊水面。 圓盤排開水,並在下沉時在其尾跡中產生氣泡。

當水合攏形成氣泡時,它將空氣向上推過越來越窄的頸部,加速空氣。“這就像一個正在關閉的小噴嘴,”特溫特的德特勒夫·洛斯解釋說,類似於火箭發動機中發生的情況。 為了追蹤空氣的運動,研究小組用舞蹈俱樂部中使用的煙霧機產生的甘油液滴填充空氣。


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研究人員使用高速攝像機和計算機模擬估計,射流的峰值速度達到每秒 350 米,略高於音速。 他們的報告發表在 1 月 15 日的《物理評論快報》上。 儘管對於不同形狀和大小的物體,細節會有所變化,但“物理原理是相同的”,洛斯說。“透過將石頭扔入水中,你會產生超音速射流。”

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