典型的草坪洒水器具有以一定角度排列在旋转轮上的不同喷嘴; 当抽水时,它会释放出喷射流,导致轮子旋转。 但如果水被吸入洒水器中会发生什么呢? 那么车轮会朝哪个方向转动,或者根本不会转动? 这就是本质”逆向喷涂“这是理查德·费曼 (Richard Feynman) 等物理学家自 20 世纪 40 年代以来一直面临的问题。据报道,现在,纽约大学的应用数学家相信他们已经解决了这个难题。 最近的论文 答案发表在《物理评论快报》杂志上,挑战了该主题的传统观点。
“我们的研究通过将仔细的实验室实验与数学模型相结合来解决这个问题,数学模型解释了回流喷头的工作原理。” 共同作者列夫·里斯特罗夫 (Lev Ristrov) 表示 来自纽约大学库朗研究所。 “我们发现,反向喷头在吸入水时和取出水时会以相反或相反的方向旋转,其原因微妙且令人惊讶。”
里斯特罗夫的实验室经常解决这些丰富多彩的现实世界难题。 例如,2018 年,Ristrov 和同事 微调 完美的气泡配方是基于肥皂薄膜的实验。 (您需要一根周长为 1.5 英寸的圆形棒,并且应以 6.9 厘米/秒的恒定速度轻轻吹气。) 我搜索了 所谓“石林”的形成过程在中国和马达加斯加的某些地区很常见。 这些尖尖的岩层,就像那些著名的岩层一样 石林 在中国云南省,这是固体在重力作用下熔化成液体,产生自然对流的结果。
2021年,他的实验室 他建造了一个可以工作的特斯拉阀门根据发明人的设计,在不同压力下在两个方向上测量通过阀门的水流量。 他们发现水流在非首选方向上的流动速度大约慢两倍。 2022年,里斯特罗夫学习 非常复杂的空气动力学 一只好风筝的要素是什么,特别是平稳飞行所需的要素。 他们发现风筝的空气动力学与传统飞机有很大不同,传统飞机依靠副翼产生升力。
反向散射问题与费曼有关,因为他普及了这个概念,但它实际上可以追溯到恩斯特·马赫 1883 年教科书的一章 力学 (历史批判中的机械)。 马赫的思想实验一直相对默默无闻,直到普林斯顿大学的一群物理学家在 20 世纪 40 年代开始讨论这个问题。
费曼当时是那里的一名研究生,他以极大的热情投入到辩论中,甚至在回旋加速器实验室设计了一个实验来检验他的假设。 (按照真正的费曼风格,该实验最终导致设备的玻璃托架由于内部压力过高而爆炸。)
人们可能会认为反向洒水器的工作原理就像普通洒水器一样,只是向后运行,可以这么说。 但事实证明,物理学要复杂得多。 “乍一看,答案非常明显,”费曼写道。 你一定是在开玩笑吧,费曼先生 (1985)。 “问题是有些人可能认为这是很明显的 [that the rotation would be] 一种方式,而其他人可能会认为另一种方式很明显。
“创作者。屡获殊荣的问题解决者。音乐布道者。无法治愈的内向。”
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