15 naukowych GIFów

1. Płyn nienewtonowski

W przeciwieństwie do zwykłych płynów płyn nienewtonowski zmienia swoje cechy fizyczne w reakcji na przyłożenie zewnętrznej siły. Najpopularniejszy z takich płynów charakteryzuje się wzrostem lepkości, zagęszczając się w efekcie przyłożonej siły, zachowując się jak ciało stałe.

Dzieje się tak, ponieważ cząstki wewnątrz płynu nienewtonowskiego są wielokrotnie większe niż w przypadku zwykłej cieczy. Po wystawieniu na działanie siły, która powodowałaby bardzo szybkie deformacje, nie mają one czasu, aby poruszać się i przekształcać swoją formę, wywołują więc opór.

2. Kit magnetyczny

Płyn dylatacyjny jest rodzajem płynu nienewtonowskiego, w którym lepkość zwiększa się wraz z szybkością odkształcenia. Jest to jeden z rodzajów odchylenia od praw Newtona.

Zaprezentowana powyżej substancja, to kit magnetyczny, wzbogacony o sproszkowany tlenek żelaza, który sprawia, że substancja reaguje na siły magnetyczne. Wystarczy obecność magnesu, np. kuli jak na tym gifie, by sprawić, żeby substancja zachowywała się jak żywa istota.

3. Ludzka pętla

Widzieliśmy ludzi na deskorolkach i motocyklach jeżdżących we wnętrzu pętli. Damian Walter jest pierwszym człowiekiem, który dokonał obiegnięcia pętli na nogach.

Aby nie doszło do upadku, trzeba osiągnąć odpowiednią prędkość, tak by siła odśrodkowa utrzymała ciało na torze. Damian musiał przyspieszyć do prędkości prawie 14 kilometrów na godzinę w szczytowym momencie, aby uzyskać wystarczającą bezwładność do szybkiego obrotu ciała w górze. Zwróćcie uwagę, że linia ramion mężczyzny pozostaje w martwym punkcie pętli.

Gdy ostatecznie grawitacja przejmuje kontrolę, mężczyzna prawie przewraca się. Pełny film jest częścią kampanii promocyjnej Pepsi.

4. Blokowanie kwantowe

Krawędź stołu jest magnesem, natomiast krążek to zwykły wafelek pokryty pół mikrometrową warstwą nadprzewodnika. Nadprzewodniki przewodzą prąd elektryczny o zerowej oporności, jeśli schłodzi się je do ekstremalnych temperatur (krążek jest zamarznięty), dzięki blokowaniu kwantowemu, możliwa staje się lewitacja.

W tym GIFie warstwa nadprzewodnika na waflu jest tak cienka, że pole magnetycznego zostaje „uwięzione” w środku. Nadprzewodnik nie może przenieść pola magnetycznego bez rozbijania stanu nadprzewodzącego, więc uwięzione pole magnetyczne blokuje krążek unoszący się w powietrzu. A ponieważ tor jest również okręgiem z polem magnetycznym, wafel może bez końca kręcić się w kółko.

5. Orbity Ziemi i Wenus

Obieg Wenus wokół Słońca trwa 224.7 dni ziemskich. Wydaje się, że to po prostu losowa liczba, ale kiedy prześledzimy obieg w czasie, widzimy, że obie planety zazębiają swoje orbity w stosunku 13: 8 (Wenus: Ziemia) – tak więc na każde osiem lat na Ziemi, Wenus okrąży Słońce około 13 razy.

Gdy prześledzimy dwie orbity w tym czasie i narysujemy linię między nimi, pojawi się piękny 5 ramienny symetryczny wzór. Jeśli zaznaczymy każdy punkt, kiedy te dwie planety równają się ze słońcem i narysujemy wyimaginowaną linię, zobaczymy niemal doskonale pięcioramienną gwiazdę.

6. Spadająca sprężyna w zwolnionym tempie

Gdy sprężyna jest rozciągnięta, napięcie wewnętrzne próbuje wciągnąć ją z powrotem do stanu zwiniętego. Po upuszczeniu w dół, dolny koniec jest „ciągnięty” do ziemi, ale napięcie sprężyny działa w przeciwnym kierunku, w efekcie dół pozostaje przez pewien czas nieruchomy. Tymczasem górna część zwija się do dołu. Gdy całość zostaje zwinięta, wyeliminowane zostaje napięcie, które przeciwdziała grawitacji. Dopiero teraz sprężyna opada na ziemię.

7. Strzelające strączki

Niektóre rośliny wypracowały zaskakujące sposoby reprodukcji.  Ciekawym przykładem jest pojawiający się na jesień niecierpek, znany z nagłych „wybuchów” nasion.

Kiedy nasiona są wystarczająco dojrzałe, ich strąki reagują na zewnętrzne bodźce eksplozją, rozpraszającą nasiona. Komórki nasion gromadzą i przechowują energię mechaniczną wytworzoną w oparciu o poziom nawodnienia. Wszelkie bodźce zewnętrzne obciążają ten system, powodując oddzielanie i szybkie zwijanie się ścianek.

8. Otwieranie się szyszek

Szyszki zmieniają kształt pod wpływem wilgotności. Gdy jest wystarczająco sucho otwierają się, aby rozproszyć nasiona. Wilgoć nie jest dla nich korzystna, więc w deszczowe dni zamykają się, by je chronić.

Komórki szyszki są martwe, a obserwowany proces całkowicie automatyczny. Gdy jest sucho, niewielki fragment zewnętrznej warstwy w pobliżu środkowego żebra kurczy się, pociągając za sobą całą sekcję, otwierając dostęp do nasion. Gdy jest wilgotno, zachodzi odwrotna reakcja.

9. Druk wodny

Transferowy druk wodny (hydrodruk) jest szybkim i skutecznym sposobem na pokrycie obiektu warstwą „nadruku”. Hydrograficzną folię najpierw umieszcza się na powierzchni zbiornika z wodą. Folia rozpuszcza się w wodzie, na powierzchni pozostaje unoszący się tusz.

Element zostaje ostrożnie zanurzony, aby prawidłowo przenieść na niego strukturę i dane z folii, następnie dzięki ruchowi obrotowemu tusz zostaje rozproszony. Przedmiot po wyschnięciu musi zostać pokryty wykończeniem.

10. Mrówki jak woda i ciało stałe

Mrówki jako społeczny byt mogą, przez grupowanie się, działać jak jeden organizm. Tym sposobem bardzo skutecznie potrafią przeciwdziałać zewnętrznym siłom i dostosowywać się do różnych sytuacji.

Przez sczepienie się mogą tworzyć pojedynczą stałą masę, która jest elastyczna i sprężysta. Pozwala im to przetrwać silne uderzenie, które zmiotłoby pojedynczą mrówkę. Kiedy muszą być bardziej elastyczne, po prostu zaczynają się poruszać w swoim mrówczym super organizmie, co pozwala im zachowywać się jak płyn i łatwo pokonywać przeszkody.

11. Nurek do góry nogami

Przyjrzyjcie się – dlaczego wydychane przez nurka bąbelki idą w dół, a nie w górę? Ponieważ chodzi on „do góry nogami” po powierzchni zamarzniętego jeziora! Jest to możliwe, gdy nurek napompuje swój sprzęt powietrzem, co zwiększa pławność.

Mogą chodzić do góry nogami tak długo, dopóki mają powietrze w butli.

12. Eksplozja arbuza

Zewnętrzna ściana arbuza jest dość gruba i wytrzymała. Powolne owijanie gumek wokół owocu łagodnie zwiększa ciśnienie, które ściska miąższ. Energia musi jednak znaleźć jakieś ujście i ostatecznie wychodzi przez krótszy bok, który jest słabszy niż dłuższe ściany owocu.

Używając około 500 gumek recepturek, generujemy ciśnienie, które ostatecznie zmusza arbuza do złamania powierzchni. Zauważcie, że najpierw pęka sam czubek, który jest najłatwiejszy do rozerwania, po czym gumki rozcinają owoc na pół.

13. Fazy księżyca

Jeden pełny obrót Księżyca wokół Ziemi trwa około 29,53 dni. W tym czasie przechodzi przez kilka etapów, które charakteryzują się „porcjowaniem” księżyca na nocnym niebie.

W fazie nowiu księżyc znajduje się pomiędzy ziemią a Słońcem, oświetlona zostaje więc część zwrócona do gwiazdy, w tym czasie część skierowana ku ziemi znajduje się w cieniu. W przeciwległym etapie cyklu, w fazie pełni, księżyc obiega ziemię po przeciwnej stronie, tym razem oświetlony przez słońce. Z tego powodu zwykle widzimy tylko jedną stronę księżyca. Jego „ciemna storna” zostaje dla nas niewidoczna.

14. Pękanie szkła

Szkło jest szczególnym materiałem. Jest niezwykle wytrzymałe na ściskanie (kompresję), przy czym niezwykle nieodporne na rozciągnie, co czyni je bardzo słabym w obliczu szybkich i ukierunkowanych uderzeń.

Naukowcy jeszcze nie odkryli, jak dokładnie dochodzi do jego rozpadu na poziomie atomowym, ale przynajmniej możemy cieszyć się tymi pięknymi fraktalami powstałymi przy pękaniu.

15. Polowanie pająka gladiatora

Większość pająków spędza czas, tkając wielkie sieci i czekając, aż wpadnie w nie ofiara. Zamiast stosować to pasywne podejście, pająk gladiator prowadzi dość aktywne życie myśliwego.

Starannie tka kwadratową siatkę, która jest bardzo elastyczna, ale nie tak bardzo lepka. Z siecią na końcach nóżek czeka na idealny moment. Gdy ofiara znajdzie się wystarczająco blisko, pająk rzuca się w dół, jednocześnie rozpościerając sieć i łapiąc w nią owada.