Schlechte Astronomie

Viereckige Rauchringe blasen

2024

Meine Freundin Dianna Cowern – aka PhysikMädchen — ist ein Wissenschaftskommunikator, der wunderbare Videos macht, die coole physikalische Phänomene demonstrieren. Manchmal sind es einfache, aber verwirrende Denksportaufgaben, wie zum Beispiel, was mit dem Wasserstand passiert, wenn man einen Stein von einem Boot wirft, oder warum ein Spiegel nach links und rechts, aber nicht nach oben und unten reversiert (Tipp: Weil er auch nicht funktioniert).

Und manchmal geht es um viel komplexere Themen, wie zum Beispiel Wirbel in Becken (im Ernst, schau dir das an). Wirbel sind rotierende Flüssigkeiten, zu denen sowohl Flüssigkeiten als auch Gase gehören – alles, was fließen kann – und die Physik hinter sich bewegenden Flüssigkeiten, Hydrodynamik genannt, ist äußerst komplex. Es ist eines der komplexesten Themen der Physik (fügen Sie Magnetismus hinzu und sehen Sie zu, wie die Köpfe von Physikern explodieren).

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Aber das Seltsame ist, dass sich die Komplexität manchmal in trügerische Einfachheit verbirgt. Sie haben zum Beispiel gesehen, wie Wasser millionenfach einen Abfluss hinunterströmt, oder Zeitraffervideos von Hurrikanen aus dem Weltraum. Das sind Wirbel, und sie scheinen nicht so kompliziert zu sein, oder? Yeah Nein. Sie sind lächerlich schwer mathematisch zu berechnen.

Und das bringt mich zu einem wunderbaren Video, das Dianna gerade über Rauchringe veröffentlicht hat. Es gibt ein ziemlich einfaches Gerät, das als Wirbelkanone bezeichnet wird und ständig Luftwirbel ausblasen kann, und wenn Sie ein wenig Rauch hinzufügen, erhalten Sie Rauchringe. Ihre Bewegung ist schon ziemlich kompliziert, aber dann hat sie (und Mathe-Kommunikator) Grant Sanderson von 3Blue1Brown ) hat es sogar geschafft mehr so. Sie stellen eine ziemlich interessante Frage:

Was passiert, wenn Sie eine quadratische Öffnung über die Kanone setzen? Was passiert mit den Rauchringen?

Okay, denken Sie erst einmal darüber nach. Dann schau das Video . Die Antwort ist äußerst cool:

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Wie Sie in seinem Video sehen können, sind die Dinge in der realen Welt viel viel komplizierter als die einfachen Erklärungen, die ich hier gebe, besonders wenn Sie Turbulenzen (die lächerlich kompliziert sind) einwerfen, Veränderungen in der Luft vor dem Ring ( wie Dichte, Bewegung, Temperatur und mehr) und Unvollkommenheiten in der Wirbelkanonenöffnung. Und ich frage mich: Würden Sie zusammenhängendere, langlebigere Ringe bekommen, wenn Sie Heißluftringe in kalte Umgebungsluft oder kalte in heiße Luft blasen? Was wäre, wenn Sie viel dichtere Luft verwenden würden (wie z Schwefelhexafluorid , und oh mein ja du willst auf diesen Link klicken ) oder leichtere Luft (wie Helium)?

Offensichtlich brauche ich eine Wirbelkanone. Und Zugang zu einem Chemielabor. Und eine gute Kamera. Und mehr Köpfchen in der Mischung.

Hmmmm, Diana? Schreiben Sie mir! Ich habe eine Idee…