วันพฤหัสบดีที่ 12 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2552

สัปดาห์ที่ 6 เกิดอะไรขึ้นเมื่อหินกระทบน้ำ


บางคนอาจจะคิดว่าก้อนหินตกลงน้ำนั้นเป็นเรื่องธรรมดาไม่น่าสนใจ แต่ได้มีนักวิจัยของ
มูลนิธิที่ทำการวิจัยเบื้องต้นของสสารอย่าง FOM (Foundation for Fundamental Research on Matter) จากมหาวิทยาลัย Twente ในประเทศเนเธอร์แลนด์และนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Seville ในประเทศสเปนได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่หินตกลงไปในน้ำ โดยได้ทำการอธิบายรูปแบบและลักษณะของน้ำที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วเมื่อก้อนหินตกลงไปด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งในการศึกษาจะมุ่งไปยังช่วงเวลาที่วัตถุหรือก้อนหินตกกระทบไปบนผิวน้ำ พวกเขาได้สังเกตสิ่งที่เกิดขั้นโดยใช้กล้องที่มีความสามารถในการจับภาพเคลื่อนไหวที่มีความเร็วสูงมากและใช้คอมพิวเตอร์จำลองรูปแบบลักษณะที่เกิดขึ้น
งานวิจัยนี้ได้แสดงให้เห็นลำน้ำที่พุ่งไปข้างหน้าเป็นชั้นๆ ลักษณะเหมือนเป็นคลื่นน้ำเล็กๆกระจายตัวออกไป ซึ่งเกิดจากแรงดันของน้ำที่อยู่โดยรอบ โดยแบบจำลองที่ถูกสร้างขึ้นมานี้มีความใกล้เคียงกับความจริงมาก พวกเขายังได้คิดค้นทฤษฎีที่มีพื้นฐานมาจากการทดลองนี้และยังสามารถที่จะอธิบายลักษณะของลำน้ำที่เกิดขึ้น ผลจากการวิจัยนี้ไม่ได้มีความสำคัญแต่ในด้านวิชาการเท่านั้น เนื่องจากข้อมูลและทฤษฏีบทที่ได้นั้นยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆอีกด้วย ซึ่งลำน้ำที่เกิดขึ้นเนื่องจากการกระทบกันของวัตถุอื่นๆบนผิวน้ำเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเป็นประจำทั้งในธรรมชาติและในอุตสาหกรรมต่างๆ
ถ้ามีหินก้อนหนึ่งตกลงไปบนน้ำด้วยความเร็ว จะเกิดลำน้ำหรือคลื่นน้ำเล็กๆพุ่งขึ้นมาโดยจะปรากฏในช่วงเวลาสั้นๆ และรวดเร็ว ปรากฎการณ์นี้เกิดขึ้นให้เห็นเสมอ ปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ที่เรามองเห็นเท่านั้น ถ้าเราใช้กล้องที่มีความเร็วสูง จะทำให้เราเห็นการเคลื่อนที่ในทิศทางลงไปของวัตถุสวนทางกับการเคลื่อนที่ขึ้นมาของลำน้ำ และบริเวณทิศทางด้านหลังของวัตถุที่เคลื่อนนั้นจะเกิดช่องว่างระหว่างการกระทบกันของวัตถุและผิวน้ำในช่วงระยะเวลาสั้นมากๆ ก่อนที่น้ำจะไหลมาบรรจบกัน
ช่องว่างที่เกิดขึ้นนี้จะถูกกดด้วยแรงดันของน้ำอย่างรวดเร็ว ซึ่งมีรูปแบบเหมือนกับลำน้ำโดยลักษณะการดันของแรงดันน้ำมีลักษณะคล้ายกับการที่ยาสีฟันถูกบีบออกมาจากหลอดนั่นเอง ลักษณะการกระทบที่ปรากฏจะขึ้นอยู่กับชนิดของสสาร เพื่อสังเกตลักษณะการเกิดเหตุการณ์ได้ละเอียดมากขึ้นนักวิจัยได้วาดภาพที่มีลักษณะคล้ายๆวงกลมบนผิวน้ำ โดยใช้มอเตอร์กระแสตรงที่เคลื่อนที่เป็นวงกลมด้วยความเร็วคงที่ และใช้กล้องความเร็วสูงจับภาพที่เกิดขึ้นซึ่งกล้องสามารถจับภาพด้วยความเร็วถึง 30,000 ภาพต่อวินาที
การจำลองรูปแบบที่เกิดขึ้นนี้มีความใกล้กับการทดลองที่เกิดจากการทดสอบจริงมาก นักวิจัยสามารถศึกษารูปแบบการไหลของน้ำที่เกิดขึ้นนั่นก็คือลักษณะลำน้ำที่พุ่งไปข้างหน้าเป็นชั้นๆ ทะลุผ่านกำแพงน้ำ โดยนักวิจัยได้นำเสนอทฤษฎีที่จะสามารถอธิบาย ความเร็วมหาศาลที่เกิดขึ้นของลำน้ำบนพื้นฐานจากการสังเกตได้ด้วยหลักการทางวิทยาศาตร์
Publication: High-Speed Jet Formation after Solid Object Impact, Physical Review Letters, 23 January, 2009.


ที่มา
www.physorg.com/news152472693.html
---------------------------------------------------------------------------------
อ้างอิงจาก http://www.vcharkarn.com/vnews/152058

ไม่มีความคิดเห็น: