Секреты бариста с физической точки зрения

Когда капля кофе ударяется о поверхность в почти налитой чашке, на долю секунды образуется «кофейная башня», иногда с целой каплей наверху.

Описанный эффект характерен не только для кофе. Подобное наблюдается при попадании капли дождя в пруд. Если в кофе лить молоко, образуется белый столб жидкости. То есть не кофе брызгает вверх, а молоко «отскакивает».

После столетних исследований, детали процесса оставались ученым неясными. Одна из таких загадок – с какой скоростью струя направляется вверх. Наблюдения при помощи лазерного излучения и скоростных видеокамер показали, что одной гравитации, как предполагалось раньше, для наблюдаемого замедления скорости движения падающей жидкости недостаточно.

В построенной математической модели к гравитации добавили поверхностное натяжение. Внешний слой кофе на поверхности возникающей «башни» ведет себя аналогично мыльному пузырю, Именно кривизна заставляет струю замедляться и сжиматься намного быстрее, чем можно было бы ожидать только от силы тяжести. Эффект наиболее силен, когда струя только формируется.

Когда жидкость достигает верхней точки, процессы почти возвращаются к норме: падение происходит не более, чем с удвоенным ускорением, вызываемым гравитацией. Описанное происходит примерно за десятую долю секунды. Еще одной уникальной чертой явления является то, что форма башни всегда является одинаковой для любой жидкости: воды, этанола, глицерина.

Физики считают: пришла пора переносить проводимые исследования в космос. Это важно для изучения поведения жидкости при полном отсутствии силы тяжести, только под воздействием поверхностного натяжения.

Источник: phys.org