RW Space

Капля принца Руперта, эта странная научная загадка — на первый взгляд простой стеклянный предмет, созданный капанием расплавленного стекла в очень холодную воду.

Этот процесс создает сумасшедшие физические свойства, о которых мы поговорим позже, а конечным результатом является кусочек стекла в форме капли, который практически не разрушим на своем выпуклом «капельном» конце, но трескается от малейшего давления на удлиненный хвост.

Физики были одержимы этими «небьющимися» стеклянными каплями с 1600-х годов. Но что произойдет, если вы выстрелите в одну пулей?

В видео от Smarter Every Day использовала новейшую технологию, чтобы документировать все это с великолепной скоростью 150 000 кадров в секунду.

Итак, что здесь происходит? Как вы можете видеть на видео выше, при съемке капли принца Руперта стеклянный объект разбивается, но не из-за разбития стекла на широком конце.

В замедленном движении вы можете наблюдать, как пуля рушится на широком конце капли, испуская ударные волны, которые затем сотрясают остальную часть конструкции и вызывают разрушение тонкого конца, в результате чего капля взрывается.

Чтобы сделать каплю принца Руперта, расплавленное стекло наливают в чрезвычайно холодную воду, в результате чего капля снаружи охлаждается и затвердевает почти мгновенно, а внутренняя часть остается расплавленной и охлаждается медленнее.

Из-за теплового расширения стекло хочет расширяться, пока оно горячее, и сжиматься, остывая.

Это означает, что когда расплавленное стекло внутри постепенно охлаждается, оно хочет сжаться и втянуть твердый наружный слой внутрь. Но поскольку внешний слой уже затвердел, он становится еще плотнее, делая этот выпуклый конец капли принца Руперта практически неразрушимым и, как оказывается, пуленепробиваемым.

Но поскольку внешняя сторона стекла находится в чрезвычайно высоком сжимающем напряжении, а внутренняя часть — в чрезвычайно высоком растягивающем напряжении, если связь когда-либо разорвется, все это взорвется, испуская накопленную внутреннюю энергию.

Это то, что происходит, когда хрупкий тонкий конец в задней части капли ломается — он высвобождает всю накопленную энергию, и поэтому капля разрушается.