Почему расплескивается кофе?
Физики установили, что причиной расплескивания жидкости во время колебания в сосуде есть флуктуации в периодичности индуцирующих колебаний.
В случае чашки с кофе они возникают из-за неравномерности шага. Работа опубликована в журнале Physical Review E.
Ученые рассматривали человека, который несет чашку с кофе как систему с вынужденными колебаниями и построили математическую модель. В ней ходьба вызвала колебания кофе в чашке. Резонансные частоты колебания кофе в цилиндрическом сосуде зависели от диаметра сосуда и высоты кофе.
В типичной чашке колебания легко возбуждаются при ходьбе, однако разлив происходило не от того, что система приходила в резонанс. По словам физиков, гораздо большее значение имели волнения: неравномерность шага или недостатки чашки. Кофе расплескивается, тогда, когда человек чуть не выдерживает шаг, или чашка имеет не идеально цилиндрическую форму.
Исследователи решили проверить выводы, полученные в расчетах на добровольцах. Людей, которые несут кофе, снимали на камеру, а затем анализировали уровень жидкости в чашках в зависимости от времени. Причем добровольцы были разделены на две группы: тех, которым дали задание ни в коем случае не расплескать напиток, и тех, кто должен был сохранять равномерность хода.
Физики ожидали, что кофе могут расплескать те, кто не будет к этому стремиться, однако это оказалось не так. Исследователи говорят, что это, возможно, происходило из-за того, что добровольцы подстраивали свой шаг в тот момент, когда кофе уже почти выливалась.