Профессор Джейн Вонг (Jane Wang) и аспирант Умберто Песавенто (Umberto Pesavento) из американского университета Корнелла (Cornell University – http://www.cornell.edu/) решили “проблему падающего листа бумаги”, мучающую физиков ещЈ с XIX века.
Всем известно, что лист бумаги, падающий с бол
шой высоты, ведЈт себя непредсказуемым образом, словно порхает, переворачиваясь и значительно отклоняясь от вертикальной траектории падения, даже в отсутствие ветра.
Но не все знают, что научное описание такого полЈта – давняя проблема, над которой задумывался ещЈ великий физик Джеймс Максвелл.
Дело в том, что поведение листа в падении классической аэродинамике не по зубам – слишком сложны потоки вокруг листа.
Возможно, и Максвелл сумел бы решить эту задачку, будь у него под рукой суперкомпьютер. А так проблема ждала “своих героев” более полутора веков.
Новое исследование показало, что к аэродинамике падающего листа неприменим ни математический аппарат, описывающий падение парашюта, ни модель работы крыла.
Силы, действующие на лист и заставляющие его не только падать, но и периодически подниматься вверх, уходить в разные стороны, оказались прочно связаны с сочетанием вращения листа и его поступательного движения, а также – сложным поведением вихрей на концах листа.
При этом замедление падения объекта в сложном падении оказалось вдвое эффективнее возможностей парашюта.
Вонг и Песавенто впервые удалось создать математическую модель такого полЈта. Они говорят, что похожим образом ведут себя листья деревьев, и по этой причине во время листопада они покрывают область не только непосредственно под деревом, но и на значительном расстоянии от него, даже если нет ветра.