Спираль на воде (часть 2)

Данный эксперимент является продолжением предыдущего (см. статью ”Спираль на воде” ). Кратко напомню, в чем заключалась его суть: из тонкой проволоки изготавливается спираль. Затем она обмазывается сливочным маслом и аккуратно кладется на поверхность воды. Если теперь начать капать мыльной водой в центр спирали, то она начнет крутиться. Именно это явление и нужно было объяснить.

В качестве объяснения была предложена следующая модель: мыльная вода, которую мы капаем из пипетки, образует своеобразный “блин” на поверхности воды. Расширяясь равномерно во все стороны, он действует на спираль, и та начинает вращаться.

Чтобы проверить эту гипотезу, необходимо подкрасить воду, которую мы капаем. В этом случае сразу станет видно, куда и как движется эта жидкость. В новом эксперименте в качестве красителя был взят раствор марганцовки. Кроме того, мыльная вода была заменена на раствор моющего средства для посуды. Капать из пипетки будем по одной капле с минимальной высоты, чтобы исключить какие-либо колебания и волны.

Первое, что бросается в глаза в новом опыте – сильное вращение спирали (даже от одной капли). Второй достоверный факт – покрашенная капля не растекается как “блин” по поверхности, а проникает вглубь и уже там постепенно рассасывается. В то же время, спираль лежит на поверхности жидкости, следовательно, попадание капли должно влиять именно на поверхностный слой. Причем это влияние должно возникать и распространяться очень быстро. По всей видимости, здесь возникает волна изменения поверхностного натяжения, которая быстро распространяется по поверхности. Эта волна и приводит к вращению спирали. Для доказательства попробуем капать не внутри спирали, а где-нибудь снаружи. Сразу видно, что спираль начинает сносить, как будто от волны.

Далее, если продолжать капать в центр спирали, то постепенно скорость ее вращения будет становиться все меньше и меньше. По всей видимости, в этой месте происходит насыщение моющим раствором, так что новые его капли уже не оказывают никакого эффекта.

Еще одна проверка – попытка наливать внутрь спирали подсолнечное масло. Как и ожидалось, оно тоже приводит спираль во вращение. Однако происходит все это весьма и весьма неторопливо.

Наконец, финальная проверка – капание внутрь спирали обычной водой. Таким способом мы убеждаемся, что вращение спирали не вызывается волнами, которые возникают при падении капель (точнее, вызывается, но в очень малом масштабе).