Ученые Кембриджского университета (Великобритания) объяснили феномен, называемый гидравлическим прыжком, который выражается в резком увеличении уровня воды при уменьшении ее скорости. Это явление наблюдается в бытовых раковинах и ваннах, когда струя воды падает на плоскую поверхность и быстро отбрасывается в стороны, где возникает стоячая ударная волна. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Этот феномен был впервые описан Леонардо да Винчи примерно 500 лет назад, однако с тех пор ученые не знали точного механизма его возникновения. Считалось, что гидравлический прыжок частично создается притяжением Земли.
Однако в новой работе ученые, наблюдая за поведением воды при ударе фонтанирующих струй о поднятую на различные углы поверхность, пришли к выводу, что явление обусловлено вязкостью и поверхностным натяжением.
Моделирование с учетом этих параметров позволило точно предсказать размер гидравлических прыжков вне зависимости от того, течет ли вода вниз или выбрасывается вверх.
По словам ученых, результаты исследования помогут разработать способы контроля за явлением, например добавление к воде поверхностно-активных веществ.
Хотя гидравлический прыжок безвреден в раковинах, в водопроводных трубах могут возникать мощные волны, турбулентность и водовороты, которые приводят к быстрому износу коммуникаций и оборудования. Кроме того, управление феноменом позволит сократить объем расходуемой воды.