Перевернутые кораблики отправили в плавание по левитирующему слою жидкости
Физики экспериментально исследовали поведение объектов, которые размещались в левитирующем под действием вертикальной вибрации слое вязкой жидкости. Оказалось, что при создании специальных условий у нижней поверхности этого слоя удается достичь плавания предметов. По внешним признакам это явление зеркально копирует обычное плавание (у верхней границы слоя) — как если бы сила тяжести (и вместе с ней выталкивающая сила) поменяла свое направление. Статья опубликована в журнале Nature.
В случае, если физическая система испытывает механические колебания, в ней могут возникать вибрационные силы — результат усредненного (за период колебаний) силового воздействия от вибраций. В совокупности с теми силами, которые действуют без участия вибраций, вибрационные силы могут значительно влиять на общее поведение системы и создавать в ней контринтуитивные эффекты. Так, маятник Капицы — математический маятник с вертикально вибрирующим подвесом — может колебаться в перевернутом положении, поскольку вибрационная сила со стороны подвеса, который попеременно тянет и толкает спицу маятника, преодолевает (при достаточно высокой частоте вибраций) силу тяжести и не дает маятнику упасть.
Подобного явления можно добиться, если подвергнуть вертикальным колебаниям слой вязкой жидкости, который находится в сосуде над слоем воздуха. В такой ситуации вибрационные силы могут препятствовать формированию капель на нижней поверхности и последующему утеканию вещества под действием гравитации: жидкость начинает левитировать.