Физики выяснили, почему удар по горлышку может выбить у бутылки дно

Авторы исследования, Дэвид Дэйли (David Daily) и его коллеги из университета Бригэма Янга (штат Юта, США) участвуют в ежегодном конкурсе Gallery of Fluid Motion на лучшие видеоролики и снимки движущейся жидкости, сделанные в ходе тех или иных научных исследований.

Ученые из Юты решили изучить механизмы "фокуса", который часто показывают на вечеринках - исполнитель ударяет открытой ладонью по горлышку бутылки, заполненной водой, после чего у нее отлетает дно.

Для этого физики провели замедленную съемку этого трюка, а также с помощью акселерометра, укрепленного на дне бутылки, измерили ускорение. Изучение полученных данных показало, что сам по себе удар по горлышку не способен повредить бутылку - она оставалась целой после удара, если в ней не было воды.

Однако если бутылка была заполнена водой, удар приводил к появлению множества пузырьков у ее дна. Это так называемые кавитационные пузырьки - они возникают при резком снижении давления в жидкости. Затем давление восстанавливалось и пузырьки схлопывались - примерно в 10 раз быстрее, чем зарождались, что и приводило к появлению трещины и "откалыванию" дна.

Все эти детали удалось разглядеть на замедленной съемке. Данные акселерометра показали, что дно бутылки откалывается на несколько десятых секунд позже удара ладонью - только тогда, когда процесс кавитации набирает силу.

Ученые отмечают, что фокус не удастся, если вода будет газированной, поскольку пузырьки заполнятся углекислым газом и не будут схлопываться.