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La physique derrière le «plink» de la fuite d'un robinet qui fuit

Le bruit des gouttes d'eau dépend du contexte. Si des gouttelettes tombent d'une falaise dans une piscine fraîche et ombragée, nous pourrions penser que le son est magnifique. S'ils gouttent toute la nuit du robinet à l'évier, on pourrait penser que le son du plink a été conçu par la nature comme une forme de torture. Dans les deux cas, une chose est certaine: le bruit des gouttes d’eau est caractéristique et, d’après Sarah Gibbens du National Geographic, des scientifiques curieux ont compris pourquoi.

En 2016, Anurag Agarwal, ingénieur à l'Université de Cambridge, rendait visite à un ami au Brésil pendant la saison des pluies. L'eau gouttait d'une fissure dans le toit à un seau ci-dessous, plouf toute la nuit. Cette nuit ennuyeuse et sans sommeil a amené Agarwal à se demander comment les gouttelettes produisent ce son particulier. Si cela venait juste d'être créé par une gouttelette d'eau qui claquait la surface de l'eau dans le seau, pensa-t-il, ce serait beaucoup plus dur. Quelque chose d'autre, pensa-t-il, se passait.

Donc, quand il est rentré chez lui, il a décidé d'enquêter. George Dvorsky de Gizmodo a déclaré qu'il n'était pas le premier à être intrigué par le plink . En 1908 déjà, un scientifique nommé Arthur Worthington prenait des photos des impacts de gouttelettes. Au cours du siècle dernier, les scientifiques ont continué d'analyser la physique derrière les gouttelettes de fluide, car comprendre la dynamique des fluides des gouttelettes a des applications dans des domaines tels que l'impression et l'amélioration des moteurs à combustion. Les chercheurs ont également passé le siècle dernier à essayer de comprendre comment le son Plink est produit. Bien qu'il y ait beaucoup d'hypothèses, personne n'avait été capable de le comprendre.

Agarwal a décidé de prendre une photo en utilisant une caméra ultra haute vitesse et des microphones situés au-dessus et au-dessous de la surface de l'eau. Cela a permis à l'équipe de regarder et d'entendre exactement ce qui se passait et de retracer l'origine du son.

"Beaucoup de travail a été fait sur la mécanique physique d'un robinet qui coule, mais pas beaucoup sur le son", explique Agarwal dans un communiqué de presse. «Mais grâce aux technologies audio et vidéo modernes, nous pouvons enfin savoir exactement d'où vient le son, ce qui peut nous aider à l'arrêter.»

Alors que se passe-t-il? C'est un peu compliqué, mais Gibbens explique que lorsque la goutte d'eau frappe la surface de l'eau, elle ne produit aucun son. Au lieu de cela, il crée une petite cavité à la surface de l'eau avec une petite colonne d'eau jaillissant au centre, l'image classique d'une gouttelette d'eau. La création de cette colonne d'eau produit également une petite bulle sous la colonne d'eau qui oscille 5 000 fois par seconde. Cette bulle qui rebondit provoque également l’oscillation de l’eau située sous la cavité. C'est ce qui produit le plink audible. Tout se passe en environ 35 millisecondes. «Grâce à des caméras haute vitesse et à des microphones haute sensibilité, nous avons pu observer directement l'oscillation de la bulle d'air pour la première fois, ce qui montre que celle-ci est le principal facteur à la fois pour le son sous-marin et pour le signal distinctif aéroporté. "son", a déclaré le co-auteur Sam Phillips, également de Cambridge, dans le communiqué.

Bien que l'étude résolve l'un des petits mystères de la vie, selon le communiqué, elle pourrait avoir des applications pratiques. Les informations pourraient être utilisées pour trouver de nouveaux moyens de mesurer les précipitations ou de créer des sons de plink pour les films et les jeux vidéo, ce qui s'avère être extrêmement difficile. Dvorsky indique qu'il offre également une solution si un robinet qui dégoutte ou un plafond qui fuit vous met mal à l'aise: ajoutez un peu de savon dans le récipient qui récupère l'eau. Cela va perturber la tension superficielle, changer la physique et éliminer la plink .

La recherche apparaît dans la revue Scientific Reports .

La physique derrière le «plink» de la fuite d'un robinet qui fuit