科学者は、知識を深める過程で多くの障害に直面しています。しかし、新しい研究は、より一般的な落とし穴の 1 つであるコーヒーをこぼしてしまうことを回避する方法を示唆しています。
カリフォルニア大学サンタバーバラ校の機械工学者で、論文の著者であるRouslan Krechetnikovは、「コーヒーをこぼすことが科学研究にかなりの程度まで有害であるかどうかは、はっきりとは言えません. 「しかし、それは確かに一連の思考にとって混乱を招く可能性があります。」
Krechetnikov と大学院生の Hans Mayer は、昨年の流体力学会議でコーヒーのこぼれを調査することに決めました。彼らはすぐに、物理学が単純ではないことに気付きました。人の年齢、健康状態、および性別に依存する人間の歩行のメカニズムとは別に、加速度、トルク、および力の複雑な相互作用に依存する液体スロッシングの高度に関与する科学があります。
研究室に戻ると、クレチェトニコフとメイヤーは実験を設定しました。彼らは、ある人に、一杯のコーヒーマグを手に持って、まっすぐな道をさまざまな速度で歩くように依頼しました。ボランティアはこれを 2 つの方法のいずれかで行いました。コーヒー マグに焦点を合わせるか、まっすぐ前を見るかです。カメラが人の動きとマグカップの軌跡を記録し、マグカップの小さなセンサーがこぼれた瞬間を記録しました。
流体の往復運動には特定の固有振動数があり、これは容器のサイズによって決まります。先週 Physical Review E に掲載された彼らの論文で 、Krechetnikov および Mayer は、毎日のマグカップのサイズが、たまたま歩行中の人の足の動きと一致する自然周波数を生成することを示しています。これは、他の干渉なしに一人で歩くと、コーヒーがマグカップで振動するように調整されていることを意味します。しかし、研究者はまた、人の歩行の小さな不規則性でさえも重要であることを発見しました.これらは、より激しい振動、つまりスロッシングを増幅し、こぼれる可能性を高めます.
「これは非常に優れた研究です」と、イギリスのマンチェスター大学で歩く生体力学の専門家である Lei Ren は言います。 「それは、人体のダイナミクスとこぼれたコーヒーの流体力学との間の洗練された相互作用を明らかにしています。」
では、流出を防ぐにはどうすればよいのでしょうか。 Krechetnikov と Mayer の答えは、大きな驚きではないかもしれません。ゆっくりと歩き始める、つまり加速を抑えると効果的です。コーヒーの上部とマグカップの縁の間に適度な隙間を残すこともできます。これは、マグカップの直径の少なくとも 8 分の 1 である必要があります。通常のマグカップの場合、約 1 センチメートルで十分です。しかし、研究者の「お持ち帰り」のアドバイスは、自分が何をしているかを確認することです。
英国ギルフォードにあるサリー大学の液体スロッシングを専門とする数学者 Matthew Turner は、ほとんどの人がこれらのヒントを自分で解決しただろうと述べています。彼ら。技術者は、スロッシュ制御技術について既に知っています。タンカー トラックには、たとえば、ガソリンの動きを抑えるための内側の尾根またはバッフルが含まれています。
しかし、ターナー氏は、マグメーカーがこれらのアイデアを採用する可能性は低いと考えています. 「メーカーがコーヒーマグの蓋だけを提供する方が費用対効果が高いと思いますが、すでに行っているところもあります」と彼は言います. 「しかし、この研究により、こぼれる可能性を最小限に抑えるために、マグカップの内側にコーヒーを入れておくべき線が示される可能性があります。」
しかし、ボストン カレッジの物理学者 Andrzej Herczynski は、Krechetnikov と Mayer の研究は十分に進んでいないと考えています。 「個人的には、研究が円筒形のマグカップに限定されていることに少しがっかりしました…イタリアでカプチーノやラテに使用されるような、非常に一般的な湾曲したまたは円錐形のカップを除外しています」と彼は言います. 「それでも、この論文は少なくともイグ・ノーベル賞を受賞する運命にあるようです。」
