Durante 141 años, físicos como Richard Feynman han estado desconcertados sobre una cuestión del flujo de fluidos: ¿cómo rotaría un aspersor si estuviera bajo el agua, aspirando el material en lugar de expulsarlo? Ahora, un equipo de investigadores ha encontrado una respuesta.
Aunque la idea fue propuesta por primera vez por experimentalistas en la década de 1880, Feynman la repopularizó a mediados del siglo XX, hasta el punto de que llegó a ser conocida como El aspersor de Feynman. La cuestión era la siguiente: un aspersor normal con brazos en forma de S escupirá agua, impulsando a los brazos a girar, regando lo que necesite riego. Pero seguía siendo una cuestión abierta si un aspersor inverso rotaría o no, y no por falta de intentos.
Feynman estuvo dando vueltas con la idea por un tiempo e incluso construyó una configuración experimental para abordar la pregunta mientras era estudiante de posgrado en Princeton. (El experimento terminó cuando explotó una botella grande llena de agua).
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Nueva York lo ha analizado. El sistema de aspersor inverso redux (como yo lo llamo, ¡se sale de la lengua!) consistía en un aspersor sumergido sobre un cojinete de “fricción ultrabaja”, según un comunicado de la Universidad de Nueva Yorkpara optimizar la capacidad del dispositivo para girar libremente, y diseñado de manera que les permita observar fácilmente el flujo de agua a través del dispositivo.
Con ese fin, el equipo también tiñó el agua, le añadió micropartículas, la iluminó con láseres de color verde brillante y grabó en vídeo todo el experimento con cámaras de alta resolución y alta velocidad. El metraje resultante es bastante alucinante:
La investigación del equipo—publicado la semana pasada en Physical Review Letters—descubrí que un aspersor inverso hace precisamente eso. Gira en dirección opuesta a un aspersor que expulsa agua.
“El aspersor normal o ‘de avance’ es similar a un cohete, ya que se impulsa disparando chorros”, dijo en la universidad Leif Ristroph, investigador de la Universidad de Nueva York y autor principal del estudio. liberar. “Pero el aspersor inverso es un misterio, ya que el agua que se aspira no parece en absoluto un chorro. Descubrimos que el secreto está escondido dentro del aspersor, donde efectivamente hay chorros que explican los movimientos observados”.
Aunque el aspersor inverso gira (verifique las notas) al revés, solo lo hace a aproximadamente 1/50 de la velocidad de un aspersor común. Dentro del aspersor inverso, los chorros de agua aspirados chocan entre sí, aunque no de frente, y la mezcla de esa agua interna provoca la lenta rotación del aspersor.
Brennan Sprinkle, investigador de la Escuela de Minas de Colorado y coautor del estudio, añadió que los métodos utilizados en el experimento “serán útiles para muchas aplicaciones prácticas que involucran dispositivos que responden al flujo de aire o agua”.
Cualesquiera que sean las aplicaciones potenciales, finalmente se ha respondido a un dilema planteado por primera vez en la década de 1880, con pruebas y modelos de precisión que simplemente no eran posibles hace 140 años. Espero que esto le brinde algo que agregar a su próxima conversación sobre dinámica de fluidos.
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