Bouteilles, bulles et bris

Une astuce populaire pour les fêtes consiste à remplir une bouteille en verre d'eau et à frapper le haut de la bouteille avec une main ouverte, provoquant l'ouverture du fond de la bouteille, disent David Jesse Daily et des amis de l'Université Brigham Young à Provo, Utah.

Les bouteilles ne se cassent que lorsqu'elles sont remplies d'eau plate et non lorsqu'elles sont remplies de substance pétillante ou lorsqu'elles sont vides. La question est : pourquoi ?

Aujourd'hui, ces gars révèlent exactement comment ce processus se déroule dans une vidéo intéressante pour le concours Gallery of Fluid Motion de cette année, un événement annuel organisé par la division Fluid Dynamics de l'American Physical Society ( téléchargement haute résolution ou téléchargement basse résolution ).

Ces types mesurent d'abord l'instant où la bouteille se brise et disent que cela ne coïncide pas avec l'instant où la bouteille est frappée.

Au lieu de cela, ils utilisent des séquences vidéo à haute vitesse pour montrer que l'impact de la main provoque une accélération de la bouteille vers le bas, ce qui crée une zone de basse pression au fond du liquide.

Si l'accélération est suffisamment importante, la pression chute en dessous de la pression de vapeur et le fluide se vaporise en formant des bulles. Il s'agit d'un processus bien connu connu sous le nom de cavitation.

Dès que la pression revient à la normale, les bulles s'effondrent. Mais, fait intéressant, cet effondrement se produit à environ dix fois le taux de formation de bulles. Il produit également des forces instantanées beaucoup plus concentrées que celles qui ont produit l'accélération.

Ce sont ces forces qui brisent la bouteille.

Daily and co poursuivent en montrant que ce processus ne fonctionne pas lorsque la bouteille est remplie d'eau gazeuse. La raison est simple. L'impact de la main provoque la formation de bulles comme avant, mais au lieu de s'effondrer, les bulles se remplissent de dioxyde de carbone et s'envolent.

De même, l'effet ne fonctionne pas avec une bouteille vide car les bulles ne peuvent pas du tout se former.

Alors maintenant, vous savez.

Et la morale de cette histoire ? Évitez les fêtes d'étudiants diplômés dans l'Utah.

Réf : arxiv.org/abs/1210.3764 : Fissuration catastrophique avec l'aimable autorisation de la cavitation au repos

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