水面に落ちた水滴が跳ね返り水柱を形成する
水面に落ちた水滴が跳ね返り水柱を形成する / Credit:nac
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水滴が「ぽちゃん」と跳ね上がるメカニズムの研究 重力の20倍の力で水面に引き戻されていた (2/3)

2021.03.09 Tuesday

Liquid Jet Decelerates Faster than Expected https://physics.aps.org/articles/v14/32 Why slow-pouring coffee makes a tower of liquid in your cup https://phys.org/news/2021-03-slow-pouring-coffee-tower-liquid-cup.html
Self-similar jet evolution after drop impact on a liquid surface https://journals.aps.org/prfluids/abstract/10.1103/PhysRevFluids.6.034801

表面張力が水柱を引き戻していた

水柱は表面張力によって水面の中に引き込まれていく。速度が速い場合は先端が千切れる
水柱は表面張力によって水面の中に引き込まれていく。速度が速い場合は先端が千切れる / Credit:nac

跳ね返りによって生じる水柱を引き戻している力は何か?

謎を解明するために研究者たちが注目したのは表面張力でした。

表面張力とは、水滴が小さくまとまろうとする力であり、分子同士が引き合うことで発生します。

大量の液体に対して表面張力が与える変形能力はわずかですが、水滴のように小さなスケールにとって影響力は絶大です。

そこで研究者たちは表面張力を元に数学モデルを構築し、実際の観測結果と比較しました。

結果、水・エタノール・グリセリン水溶液など複数の液体において数学モデルは現実と一致し、表面張力は跳ね上がった水柱の落下に、支配的な要因であることが示されました。

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