توجد لحظات هادئة في المطبخ نادراً ما تجذب الانتباه: الميل الطفيف لزجاجة، الانتظار الصبور فوق وعاء، التنقيط الخفيف الذي يتجمع عند حافة الحاوية قبل أن يستسلم للجاذبية. في مثل هذه الطقوس الصغيرة—تلك الثواني التي تُقضى في استدراج القطرة الأخيرة من الحليب أو الزيت من علبة—يبدو أن الوقت يتمدد بطرق دقيقة. ما يبدو تافهاً يحمل غالباً في طياته تعقيداً هادئاً، كما لو أن قوانين الطبيعة تتوقف هناك، تؤدي عملها في صورة مصغرة.
كانت هذه اللحظة العادية هي التي جذبت فضول الفيزيائيين مؤخراً، الذين تساءلوا عما إذا كانت القطرات المتبقية المتمسكة بجوانب الزجاجات والعلب تتبع إيقاعاً يمكن التنبؤ به. وراء مشهد المطبخ يكمن رقصة دقيقة من القوى: الجاذبية تسحب لأسفل، اللزوجة تقاوم الحركة، والأفلام الرقيقة من السائل تزحف ببطء عبر الأسطح. ما يشعر به الناس ك impatience في الحياة اليومية هو، في الحقيقة، الحافة المرئية لميكانيكا السوائل التي تتكشف بهدوء.
اقترب الباحثون في جامعة براون من المشكلة بمزيج من النظرية الرياضية والتجربة العملية. مستفيدين من معادلات نافير-ستوكس—الصيغ الأساسية المستخدمة لوصف حركة السوائل—درسوا كيفية حركة الطبقات الرقيقة من السائل على سطح مائل. كانت الأعمال مرحة وجادة في آن واحد: تمرين تدريبي في فيزياء السوائل يعكس العمليات التي يدرسها الباحثون بالفعل في المختبرات، بما في ذلك كيفية انتقال البكتيريا عبر الأسطح الرطبة.
لترجمة النظرية إلى شيء ملموس، قام الفريق بإمالة الألواح بزاوية حوالي خمسة وأربعين درجة وصب السوائل الشائعة في المطبخ عليها. من خلال وزن السائل أثناء تصريفه، تمكنوا من قياس المدة التي استغرقها معظم الفيلم السائل لمغادرة السطح. كشفت النتائج عن نمط لطيف ولكنه لافت للنظر تحكمه بشكل كبير اللزوجة—الاحتكاك الداخلي الذي يجعل بعض السوائل تتدفق بسهولة بينما تتحرك أخرى بتردد.
بالنسبة للسوائل الرقيقة ذات اللزوجة المنخفضة مثل الماء أو الحليب، يكون الانتظار قصيراً. يمكن أن يتصريف حوالي تسعين بالمئة من الفيلم السائل في حوالي ثلاثين ثانية عندما يتم إمالة الحاوية. الزيت الزيتون، الذي هو أكثر كثافة قليلاً وأكثر مقاومة للتدفق، يتطلب صبراً أكبر بكثير—غالباً أكثر من تسع دقائق لنفس مستوى الاسترداد. شراب القيقب، الذي تقترب لزوجته من مقاومة بطيئة تشبه العسل، قد يستغرق ساعات قبل أن تستسلم آخر طبقة رقيقة منه للجاذبية.
تكشف هذه النتائج أن القطرات العنيدة التي تبقى في الزجاجات ليست مجرد نتيجة لتغليف غير مريح. بدلاً من ذلك، تنشأ من فيزياء الأفلام الرقيقة التي تزحف على الأسطح. حتى عندما تبدو الحاوية فارغة، غالباً ما تبقى طبقة رقيقة من السائل ملتصقة بالجدران، تنزلق لأسفل ببطء تحت تأثير الجاذبية والاحتكاك الداخلي المتنافس.
استكشفت الدراسة أيضاً لغزاً منزلياً صغيراً: كم من الوقت يجب الانتظار بعد غسل ووك من الحديد الزهر قبل إمالته مرة أخرى لإزالة آخر آثار الماء. يمكن أن يساعد السماح للفيلم الرقيق من الرطوبة بالتجمع في بركة قبل الصب في تجنب ترك الماء وراءه الذي قد يشجع على الصدأ. باستخدام نفس معادلات ديناميكا السوائل، قدر الباحثون أن الوقت الأمثل للانتظار هو حوالي خمس عشرة دقيقة—أطول مما قد يخمنه معظم الطهاة.
في مثل هذه اللحظات، تكشف العلوم عن نفسها ليس كشيء بعيد أو مجرد، ولكن كرفيق هادئ للحياة اليومية. التنقيط البطيء من زجاجة، الانزلاق المتردد للزيت على الزجاج، الانتظار الصبور بجانب الحوض—كلها تصبح تجارب صغيرة لنفس المبادئ الفيزيائية التي توجه المحيطات، والطقس، وحركة الكائنات المجهرية.
بمصطلحات علمية واضحة، أظهر الفيزيائيون الذين يدرسون الأفلام السائلة الرقيقة أن الوقت المطلوب لتصريف القطرات الأخيرة من حاويات المطبخ يعتمد بشكل كبير على اللزوجة. تشير التجارب ونماذج ديناميكا السوائل إلى أنه بينما تصرف السوائل المائية في ثوانٍ، قد تستغرق المواد الأكثر كثافة مثل زيت الزيتون دقائق، والشراب وقتاً أطول بكثير لتدفق معظم السائل المتبقي.
نُشر بواسطة Banx Network. هذا المقال جزء من برنامج الوسائط اللامركزية من Banx، مدعومًا برمز BXE على شبكة XRP Ledger.
