Hiện tượng nước nhảy khiến Leonardo da Vinci vô cùng thích thú nhưng không giải thích nổi, giờ đã có luận cứ khoa học để chứng minh

Hiện tượng nước nhảy khiến Leonardo da Vinci vô cùng thích thú nhưng không giải thích nổi, giờ đã có luận cứ khoa học để chứng minh
Theo: FRTK Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Mất hơn 500 năm để các nhà khoa học hiểu hoàn toàn về nó.

Cứ mỗi khi Leonardo da Vinci không bận vẽ một bức tranh hay suy nghĩ về việc làm cách nào để bay, hàng xóm thường bắt gặp ông trầm ngâm hàng giờ ngoài thiên nhiên, đăm chiêu quan sát bề mặt dòng sông, với các xoáy nước dần trôi về vùng hạ lưu.

Hiện tượng nước nhảy khiến Leonardo da Vinci vô cùng thích thú nhưng không giải thích nổi, giờ đã có luận cứ khoa học để chứng minh - Ảnh 1.

Điều khiến bộ não vĩ đại thời Phục Hưng kinh ngạc cũng là câu đố dành cho vô số nhà khoa học kể từ đó đến nay. Nửa thiên niên kỉ sau, ở thế kỉ 21, chúng ta vẫn đang gãi đầu bóp trán với một hiện tượng thường gọi là “nước nhảy”, hay nghe kêu hơn là “bước nhảy thủy lực - (hydraulic jump". Cuối cùng thì các nhà vật lý ở Đại học Cambridge có vẻ đã tìm ra cốt lõi vấn đề.

Nước nhảy dĩ nhiên là rất quen thuộc, đến nỗi chúng ta tưởng mình đã hiểu trọn vẹn, hoặc còn chả buồn nghĩ đến cách nó hình thành.

Hãy bật vòi nước lên và nhìn những dòng nước chảy quanh đáy bồn rửa. Khi mảng nước (sinh ra khi nước từ vòi đập vào đáy bồn) ngày càng to và dần lan ra rìa xung quanh, nước dường như cũng chất lên thành các ‘bậc thang’ cực kì có thứ tự, cho đến khi bồn rửa bắt đầu đầy.

hydraulic jump

Các sóng xung kích dạng đứng - standing shockwave này cũng được thấy dưới đáy các đập nước, thác nước, thủy triều ... tất cả những nơi có sự giao thoa giữa các dòng chảy ở các mức độ khác nhau.

Hiện tượng này, hẳn nhiên đã thu hút các bộ não khoa học từ trước thế kỉ 15 rất lâu, nhưng Leonardo Da Vinci là người đầu tiên đã khắc họa chi tiết về ‘hành vi’ của chất lỏng dưới các kiểu dòng chảy khác nhau như vậy. Mọi chi tiết được ghi lại trong các ghi chú của ông về tính chất của nước.

da Vinci cho rằng bản chất của nước đã là vậy, ông không đưa ra thêm lời giải thích nào hơn được.

Hiện tượng nước nhảy khiến Leonardo da Vinci vô cùng thích thú nhưng không giải thích nổi, giờ đã có luận cứ khoa học để chứng minh - Ảnh 3.

Ở các thế kỉ tiếp theo, Nhà vật lý thế kỉ 18 là Giovanni Battista Guglielmini và nhà toán học thế kỉ 19 là George Bidone đã tạo ra và hoàn thiện mô hình toán học của các "bậc thang nước". Tuy thế, vẫn không ai thực sự đưa ra lời giải thích tại sao nước lại tạo ra các hình sóng như thế.

Đến mãi năm 1914, nhà vật lý Anh với cái tên dài ngoằng vì dòng dõi quý tộc - John William "Cứ gọi tôi là Lãnh chúa Reyleigh thôi" Strutt, đời Baron Rayleigh thứ ba - đã viết nên một luận văn về các dòng thủy triều và Các sóng xung kích dạng lỏng. Lý giải của ông tính đến những thứ như độ nhớt (viscosity), động năng (kinetic energy),thế năng (potential energy).

Ngoài ra còn có một khía cạnh là sức căng bề mặt (surface tension), theo ông là “chắc chắn đóng một vai trò quan trọng, nhưng nó có thể được tối thiểu hóa nhờ tăng cường độ dòng chảy, và tương ứng là độ sâu của nước trên bề mặt, trong chừng mực cho phép.”

Hiện tượng nước nhảy khiến Leonardo da Vinci vô cùng thích thú nhưng không giải thích nổi, giờ đã có luận cứ khoa học để chứng minh - Ảnh 4.

Sức căng bề mặt giúp con côn trùng này có thể đi trên bề mặt nước

Câu trên có nghĩa là, Rayleigh không coi sức căng bề mặt là quan trọng trong sự hình thành của nước nhảy, do tăng cường độ dòng nước là sức căng sẽ bị giảm xuống mức rất thấp. Các nhà nghiên cứu kể từ sau Rayleigh cũng thế, và thiên về các mô hình mô tả mối liên kết giữa bán kính của các chất lỏng có dòng chảy nhanh hơn với chiều cao của nước nhảy, như là một sự kết hợp giữa độ nhớt, quán tính và trọng lực.

Khi nước chảy dọc theo bề mặt, ma sát trở nên lớn hơn quán tính của chính nó, và làm chậm dòng chảy lại. Nếu sự thay đổi trong tốc độ đủ đột ngột - nước gặp mặt đáy và vận tốc ngay lập tức về 0, một sóng xung kích sẽ hình thành, giúp nước bật lên trong 1 quãng ngắn và dần dần nhảy.

Kích cỡ của bậc thang được cho là quyết định bởi lực kéo của thế năng cân bằng với lực đẩy của nước dưới chân của bậc thang.

Tuy nhiên cuộc tranh luận vẫn kéo dài nhiều năm rằng liệu trọng lực có thực sự đóng vai trò quyết định chiều cao của bước nhảy hay không. Và bài toán đặt ra bởi da Vinci vẫn chưa có hồi kết.

Hiện tượng nước nhảy khiến Leonardo da Vinci vô cùng thích thú nhưng không giải thích nổi, giờ đã có luận cứ khoa học để chứng minh - Ảnh 5.

Bão ở Đài Loan hiển thị rõ nét hiện tượng nước nhảy

Trong nghiên cứu mới đây, nhà nghiên cứu kiêm kỹ sư Rajesh Bhagat chỉ ra rằng các nhà khoa học tiền bối có vẻ đã hơi vội khi loại đi ảnh hưởng của sức căng bề mặt.

“Chúng tôi nhận thấy, trong cú nhảy, sức căng bề mặt và lực nhớt đã cân bằng động lượng có trong lớp chất lỏng đang rơi tự do, trong khi đó trọng lực đóng vai trò không đáng kể,” Bhagat và đồng nghiệp viết trong báo cáo.

Loại đi ảnh hưởng của trọng lực và tập trung vào sức căng bề mặt còn giúp chúng ta tìm ra các cách khác nhau để tạo ra nước nhảy, chẳng hạn như thêm vào các chất hoạt có hoạt tính bề mặt- surfactant, những chất được thêm vào nước để làm giảm sức căng bề mặt.

“Hiểu quá trình này là rất quan trọng và có thể giúp giảm rất nhiều việc sử dụng nước công nghiệp,” Bhagat nói. “Ứng dụng lý thuyết này, chúng ta có thể tìm ra các cách mới để làm sạch mọi thứ, từ xe hơi cho đến máy móc công nghiệp.”

Ngài Rayleigh có thích thú với khám phá này không? Khó có thể nói, khi công trình cuộc đời của ông bị đảo lộn 180 độ như vậy. Nhưng có lẽ da Vinci mới là người hài lòng khi biết thêm về bản chất tự nhiên của nước và cách mà tự nhiên đặt các dấu ấn mê hoặc của mình lên dòng chảy của nó.

Tham khảo: Sciencealert

Đây là cặp kính chặn được các thể loại màn hình, cho phép bạn cắt đứt liên lạc với thế giới công nghệ

tinybook tinybook 4 ngày 1 giờ
Đây là cặp kính chặn được các thể loại màn hình, cho phép bạn cắt đứt liên lạc với thế giới công nghệ
Theo như lời nhà phát triển, dự án kính IRL sẽ cho phép ta điều khiển công nghệ, chứ không để công nghệ chi phối ta như hiện tại.

Tìm hiểu về người Sentineli: "người tiền sử" giữa thế kỷ 21, lấy cung bắn trả cả máy bay viện trợ

tinybook tinybook 4 ngày 1 giờ
Tìm hiểu về người Sentineli: "người tiền sử" giữa thế kỷ 21, lấy cung bắn trả cả máy bay viện trợ
Họ là những người dân không muốn bị thế giới hiện đại tìm thấy, bao đời nay tự tin với gậy gộc, giáo mác, cung tên và sỏi đá để đánh trả bất kì ai đặt chân lên lãnh thổ của mình.

Khám phá khẩu súng độc nhất vô nhị AR-15, làm từ ba khẩu súng ghép lại thành một

tinybook tinybook 4 ngày 4 giờ
Khám phá khẩu súng độc nhất vô nhị AR-15, làm từ ba khẩu súng ghép lại thành một
Chắc chắn là nhà sản xuất đã phải bỏ ra rất nhiều công sức để khiến cho hệ thống trích khí của súng hoạt động đồng bộ và trơn tru.

Các nhà khoa học tạo ra được máy in 3D in ra được thức ăn

tinybook tinybook 4 ngày 6 giờ
Các nhà khoa học tạo ra được máy in 3D in ra được thức ăn
Nếu bạn là 1 người sành ăn, có thể công trình khoa học vừa hấp dẫn và đáng sợ này sẽ thu hút sự chú ý của bạn: Công nghệ in thức ăn 3-D.

[Video timelapse] Theo dõi màn phóng và hạ cánh rực sáng cả bầu trời đêm của tên lửa SpaceX Falcon 9

tinybook tinybook 4 ngày 11 giờ
[Video timelapse] Theo dõi màn phóng và hạ cánh rực sáng cả bầu trời đêm của tên lửa SpaceX Falcon 9
Cảnh quay ghi lại lúc tên lửa Falcon 9 phóng lên không trung vào ban đêm và hạ cánh trở lại mặt đất sẽ khiến những ai chưa có dịp quan sát cách SpaceX phóng và thu hồi tên lửa đầy không khỏi ngạc nhiên.

IKEA thiết kế phương tiện tự lái kết hợp quán cafe, phòng ngủ và cả phòng họp phục vụ công việc

tinybook tinybook 4 ngày 13 giờ
IKEA thiết kế phương tiện tự lái kết hợp quán cafe, phòng ngủ và cả phòng họp phục vụ công việc
Khi có được xe tự lái, ta sẽ nghĩ tới những ứng dụng tiếp theo, những phương tiện kết hợp mới.

Dùng hòn đá làm chặn cửa suốt 10 năm, ông nông dân mới biết đấy là viên thiên thạch trị giá 100.000 USD

tinybook tinybook 5 ngày 5 giờ
Dùng hòn đá làm chặn cửa suốt 10 năm, ông nông dân mới biết đấy là viên thiên thạch trị giá 100.000 USD
Kiểm tra ngay xem trong nhà bạn có hòn đá lạ nào không.

Website Ngân hàng Hợp tác xã Việt Nam bị hack, khách hàng của ngân hàng này cần làm gì?

tinybook tinybook 3 ngày 9 giờ
Website Ngân hàng Hợp tác xã Việt Nam bị hack, khách hàng của ngân hàng này cần làm gì?
Tối 13/10/2018, website Ngân hàng Hợp tác xã Việt Nam (Co-opbank) bị tấn công, hacker “dọa” bán 275.000 dữ liệu khách hàng. Chuyên gia Bkav lưu ý khách hàng của Co-opbank cần đổi mật khẩu các tài khoản dịch vụ trực tuyến khác nếu có dùng chung mật khẩu với tài khoản dịch vụ của ngân hàng này.

Không còn là trò đùa Cá tháng Tư, 'Teslaquila' chính thức được Elon Musk đăng ký làm nhãn hiệu rượu độc quyền

tinybook tinybook 3 ngày 10 giờ
Không còn là trò đùa Cá tháng Tư, Teslaquila chính thức được Elon Musk đăng ký làm nhãn hiệu rượu độc quyền
Lời nói đùa vào ngày Cá tháng Tư trong năm qua của tỷ phú Elon Musk có thể sẽ trở thành hiện thực!

Tỷ phú Elon Musk cũng thích phim anime và muốn tạo ra một con robot chiến đấu khổng lồ kiểu Gundam

tinybook tinybook 3 ngày 11 giờ
Tỷ phú Elon Musk cũng thích phim anime và muốn tạo ra một con robot chiến đấu khổng lồ kiểu Gundam
Vào lúc 1 giờ sáng, Elon Musk tiếp tục đăng tweet: “Đã đến lúc tạo ra một mecha”.

"Thị trấn ma" Google+ bị khai tử và hậu quả để lại

tinybook tinybook 3 ngày 12 giờ
"Thị trấn ma" Google+ bị khai tử và hậu quả để lại
Sau khi bị chỉ trính vì đã không công khai với thế giới về một lỗi bảo mật của mình, Google cho biết họ sẽ đặt dấu chấm hết cho Google+, một mạng xã hội được thiết kế tốt nhưng không phổ biến, ra đời với mục tiêu vượt qua Facebook.

Trang web "low tech" chạy bằng năng lượng mặt trời, cứ hôm nào trời âm u là không truy cập được

tinybook tinybook 4 ngày 46 phút
Trang web "low tech" chạy bằng năng lượng mặt trời, cứ hôm nào trời âm u là không truy cập được
Low-Tech Magazine - Tạp Chí Công nghệ Thấp nhưng lại chạy web bằng năng lượng của công nghệ hiện đại: năng lượng Mặt Trời.

Trả lời câu hỏi “sản phẩm hay truyền thông có trước”, Shark Vương lấy ví dụ VinFast, Vinaxuki, Thaco và khẳng định: Khi xe Vinfast ra đời chắc chắn tôi sẽ mua!

tinybook tinybook 4 ngày 6 giờ
Trả lời câu hỏi “sản phẩm hay truyền thông có trước”, Shark Vương lấy ví dụ VinFast, Vinaxuki, Thaco và khẳng định: Khi xe Vinfast ra đời chắc chắn tôi sẽ mua!
Để trả lời câu hỏi "Sản phẩm có trước hay truyền thông có trước", Shark Vương đưa ví dụ về 3 người đàn ông làm ô tô ở Việt Nam gồm ông Bùi Ngọc Huyên của Vinaxuki, ông Trần Bá Dương của Thaco và ông Phạm Nhật Vượng của Vingroup.

11 bức ảnh choáng ngợp của các phi hành gia NASA

tinybook tinybook 4 ngày 12 giờ
11 bức ảnh choáng ngợp của các phi hành gia NASA
Cùng xem những bức ảnh tuyệt đẹp mà nhân vật chính không ai khác chính là các nhà du hành vũ trụ của NASA.

Microsoft đấu thầu dự án điện toán đám mây 10 tỷ USD nhằm tăng sức hủy diệt cho quân đội Mỹ, nhân viên lên tiếng phản đối

tinybook tinybook 3 ngày 10 giờ
Microsoft đấu thầu dự án điện toán đám mây 10 tỷ USD nhằm tăng sức hủy diệt cho quân đội Mỹ, nhân viên lên tiếng phản đối
Những nhân viên nàycho rằng dự án của Lầu Năm Góc có thể gây đau khổ cho con người.

Tính năng dịch theo thời gian thực của Google sẽ có mặt trên mọi điện thoại Android và tai nghe có Google Assistant

tinybook tinybook 3 ngày 11 giờ
Tính năng dịch theo thời gian thực của Google sẽ có mặt trên mọi điện thoại Android và tai nghe có Google Assistant
Google đang mở tính năng này dành cho mọi điện thoại Android và tai nghe được tối ưu cho Google Assistant.

Bộ Quốc phòng Mỹ bị hack, dữ liệu cá nhân của khoảng 30.000 quân nhân viên bị rò rỉ

tinybook tinybook 3 ngày 11 giờ
Bộ Quốc phòng Mỹ bị hack, dữ liệu cá nhân của khoảng 30.000 quân nhân viên bị rò rỉ
Ngày 4/10, các quan chức Lầu Năm Góc đã lên tiếng cảnh báo một vụ xâm nhập dữ liệu ảnh hưởng tới các quân nhân viên của họ. Hacker chưa rõ danh tính đã giành được quyền truy cập vào thông tin cá nhân và số thẻ tín dụng của các nạn nhân.

Công nghệ và Sự sáng tạo trong Kỷ nguyên số - Mối quan hệ không thể tách rời

tinybook tinybook 3 ngày 11 giờ
Công nghệ và Sự sáng tạo trong Kỷ nguyên số - Mối quan hệ không thể tách rời
Có một suy nghĩ phổ biến rằng, "Sáng tạo" và "Công nghệ" chính là hai phạm trù đối lập và không hề có sự liên quan đến nhau.

FPT sắp thử nghiệm xe tự hành trong các khu công nghệ cao ở Hà Nội, TP.HCM

tinybook tinybook 3 ngày 13 giờ
FPT sắp thử nghiệm xe tự hành trong các khu công nghệ cao ở Hà Nội, TP.HCM
Được Bộ Giao thông Vận tải đồng ý, FPT đang chuẩn bị chạy thử nghiệm xe ô tô tích hợp công nghệ xe tự hành do tập đoàn nghiên cứu, phát triển trong khuôn viên 2 khu công nghệ cao Quận 9 (TP.HCM), Hòa Lạc (Hà Nội) và khu đô thị FPT City tại Đà Nẵng.

TSMC tiếp tục là đối tác độc quyền cung cấp chip A13 cho Apple vào năm sau?

tinybook tinybook 3 ngày 13 giờ
TSMC tiếp tục là đối tác độc quyền cung cấp chip A13 cho Apple vào năm sau?
Hãng sản xuất bán dẫn Đài Loan TSMC nhiều khả năng sẽ tiếp tục là nhà sản xuất chip Apple A13 độc quyền cho iPhone 2019 ra mắt vào mùa thu năm sau.

Với tốc độ 10 nghìn tỷ FPS, hệ thống camera này còn chụp được ánh sáng đang chuyển động

tinybook tinybook 4 ngày 12 giờ
Với tốc độ 10 nghìn tỷ FPS, hệ thống camera này còn chụp được ánh sáng đang chuyển động
Việc ghi lại được hành vi của ánh sáng có thể mở ra những lĩnh vực nghiên cứu mới hoặc khám phá những kiến thức mới về vật lý và nhiều ngành khác nữa.

Đến sợ với công nghệ robot ngày nay khi robot rắn có thể leo thang uyển chuyển như rắn thật

tinybook tinybook 4 ngày 12 giờ
Đến sợ với công nghệ robot ngày nay khi robot rắn có thể leo thang uyển chuyển như rắn thật
Trong số các mẫu robot hiện nay, robot rắn của các nhà khoa học Nhật bản có thể sẽ khiến bạn không khỏi ngạc nhiên, thậm chí là sợ hãi về khả năng của chúng.

Facebook Messenger bắt đầu thử nghiệm tính năng giúp bạn “rút lại” tin nhắn nếu có lỡ gửi hoặc viết nhầm cho ai đó

tinybook tinybook 4 ngày 13 giờ
Facebook Messenger bắt đầu thử nghiệm tính năng giúp bạn “rút lại” tin nhắn nếu có lỡ gửi hoặc viết nhầm cho ai đó
Nếu có lỡ "tỏ tình" nhầm người hay gửi nhầm số điện thoại, tài khoản ngân hàng trên Messenger thì Facebook nay đã có công cụ cho phép bạn có thể “rút lại” lời những tin nhắn đó dễ dàng.

Mỹ: Cả trăm sinh viên đang diễu hành bỗng xếp hình ra điệu nhảy gây sốt Internet

tinybook tinybook 3 ngày 6 giờ
Mỹ: Cả trăm sinh viên đang diễu hành bỗng xếp hình ra điệu nhảy gây sốt Internet
Diễu hành pha trộn xu hướng Internet là có thật.

10+ hình ảnh cười cợt liên quan đến hôn nhân, chỉ đàn ông đã lấy vợ mới hiểu hết

tinybook tinybook 3 ngày 10 giờ
10+ hình ảnh cười cợt liên quan đến hôn nhân, chỉ đàn ông đã lấy vợ mới hiểu hết
Hôn nhân ư? Hạnh phúc +2 còn Đau đầu x2...

Avengers 4 đã quay xong, anh em đạo diễn Russo chia sẻ hình ảnh gây tò mò nhưng không ai hiểu

tinybook tinybook 3 ngày 11 giờ
Avengers 4 đã quay xong, anh em đạo diễn Russo chia sẻ hình ảnh gây tò mò nhưng không ai hiểu
Đẩy cao sự sốt ruột của người hâm mộ là điều các đạo diễn luôn mong muốn.

Xin đừng cho website này 23.000 đồng để biết ai đã trả 23.000 đồng!

tinybook tinybook 3 ngày 12 giờ
Xin đừng cho website này 23.000 đồng để biết ai đã trả 23.000 đồng!
Đang có 1 USD trong tài khoản nhưng không biết làm gì? Hãy vào website này.

Xin chào! Tôi là con bìm bịp, và là loài chim có thể trông nhà thay chó

tinybook tinybook 3 ngày 13 giờ
Xin chào! Tôi là con bìm bịp, và là loài chim có thể trông nhà thay chó
Các ông không nhìn nhầm đâu. Tôi thực sự có thể trông nhà thay chó!

Gãy ngón chân sẽ tự khỏi mà không cần bó bột: Hóa ra đây là 5 điều mọi người hay hiểu lầm về xương

tinybook tinybook 4 ngày 25 phút
Gãy ngón chân sẽ tự khỏi mà không cần bó bột: Hóa ra đây là 5 điều mọi người hay hiểu lầm về xương
Bạn có thể bị gãy xương mà không hề thấy đau.

Đây là 4 bài tập hàng ngày giúp bạn cải thiện sự tập trung cho não bộ

tinybook tinybook 4 ngày 1 giờ
Đây là 4 bài tập hàng ngày giúp bạn cải thiện sự tập trung cho não bộ
Hãy chú ý đến cảm giác man mát khi không khí đi vào và đi ra khỏi lỗ mũi bạn, cảm nhận sự phồng lên và xẹp xuống của bụng bạn khi thở.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat