Kapky deště dopadající na přední sklo automobilu dokážou vykouzlit melancholickou atmosféru. Mohou vás však také naučit něco z fyziky. Američtí vědci na základě svých matematických rovnic vysvětlují, proč některé kapky po předním skle klouzají dolů, jiné nahoru a další zůstávají na místě. Jejich výzkum popsal web Science News.
Sledovat kapky deště dopadající na čelní sklo automobilu není jen pohlcujícím zážitkem, ale rovněž fyzikální zajímavostí, kterou na základě svých matematických výpočtů popsali fyzici z Cornellovi univerzity a Minnesotské univerzity, píše Science News.
Když voda dopadá na přední sklo vozu, vykazuje zvláštní chování. Některé kapky kloužou směrem dolů, jiné směrem nahoru a další zůstávají na místě.
„Je to velmi hypnotizující, že?” říká vědec z oblasti mechaniky tekutin a jeden z autorů studie Sungyon Lee z Minnesotské univerzity ve státě Minnesota.
Síla větru a gravitace
Fyzici ve studii publikované v odborném časopisu Physical Review Fluids popsali několik faktorů zodpovědných za síly, které stojí za tímto různorodým chováním dešťových kapek. Ovlivňují je jejich rozměry, rychlost jízdy vozu, zakřivení čelního skla a hlavně působení větru a gravitace.
Když vůz jede a kapky vody dopadají na čelní sklo, současně na ně působí síla větru a gravitace. Směr, kterým se kapky pohybují, pak závisí na jejich rozměrech.
Větší kapky gravitace stahuje směrem dolů. Na menší kapky má zase větší vliv vítr, který je tlačí směrem vzhůru. Nehybně zůstávají kapky střední velikosti, v jejichž případě jsou síly gravitace a větru v rovnováze.
Nejmenší dešťové kapky rovněž zůstávají na svém místě. Vítr totiž nemá dostatek sil k tomu, aby překonal jejich tendenci ulpívat na čelním skle.
Rychlost větru je ovlivněna rychlostí jízdy automobilu. Čím rychlejší jízda a vítr je, tím více jsou kapky na předním skle tlačeny směrem vzhůru. V případě pomalé jízdy je to přesně naopak. Není dostatek větru k tomu, aby vzduch kapky přiměl k pohybu směrem vzhůru.
Vliv mají také samotná čelní skla. Strmější nutí menší dešťové kapky více podléhat gravitaci než mělčí skla.
Výzkumníci upozorňují, že pro zjednodušení výpočtů sledovali jen idealizovanou verzi dešťových kapek založenou pouze na dvou rozměrech. Jejich výsledky tedy nemusejí být přesné.
Výzkum však podle jejich slov poskytuje představu o tom, proč dešťové kapky dělají, co dělají.
