Se hva som skjer når dråpen treffer vannet

– Du kan se de fysiske kreftene som kriger mot hverandre, sier NTNU-professor.

Hver gang dråpen traff vann, formet spruten seg som en krone. (Foto: Med tillatelse fra forskerne; MIT News)

 Hva skjer når en regndråpe treffer vann? 

– Du skulle tro at dette var noe vi visste for 50 eller 100 år siden, sier professor ved NTNU Simen Ådnøy Ellingsen til forskning.no.

Men å studere dette hverdagslige fenomenet er langt fra enkelt.

For å få det til, har forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA brukt et høyhastighetskamera som kan ta 12.500 bilder i sekundet. 

Kunnskapen kan brukes til å forstå hvordan kjemikalier, pollen eller bakterier sprer seg når det regner.

Det skriver forskerne bak den nye studien som er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Journal of Fluid Mechanics. 

– Som en krone med sprutende diamanter

Ellingsen synes videoen er et flott skue.

– Hvis du vet hva du skal se etter, kan du se de forskjellige fysiske kreftene som kriger mot hverandre, sier NTNU-professoren.

Først skyver dråpen vannet vekk og etterlater et hulrom under vannskorpen. 

Så slår andre krefter tilbake.

Resultatet blir et majestetisk plask.

– Formen er som en krone med sprutende diamanter, beskriver Ellingsen.

Har funnet formler som kan forutse spruten

Forskerne ved MIT har sluppet dråper av forskjellig størrelse fra ulike høyder.

Til sammen har de gjentatt forsøket nesten 300 ganger.

Slik kunne de finne fellestrekk når dråpene plasket ned på dypt vann.

Når en dråpe treffer grunt vann, har plasket nemlig en helt annen form, viser tidligere forskning.

Resultatet er matematiske formler som beskriver krone-spruten.

Det er formlene som gjør den nye studien viktig, ifølge Ellingsen.

– For det er det som gjør at du kan forutse hva som skjer neste gang, sier Ellingsen.

Simen Ådnøy Ellingsen forsker på fysikken bak hvordan væsker og gasser oppfører seg. (Foto: Maren Agdestein)

Spenninger presser vannet sammen

NTNU-forskeren var overrasket over hvor likt plasket oppfører seg hver gang.

– Det er så vakkert å se på det som jobber her, nemlig overflatespenningen, sier Ellingsen.

Litt forenklet prøver denne kraften å trekke overflaten sammen så den blir så liten som mulig, forklarer han.

Spenningen presser vannet sammen til en tynn sylinder.

Så løsner bitte små dråper på toppen og slynges av gårde i stor hastighet.

Når kronen ramler sammen igjen, er det også overflatespenningen sin fortjeneste, mer enn tyngdekraften, ifølge MIT-forskerne. (Foto: Med tillatelse fra forskerne; MIT News)

Dråpene som slynges opp av regnet, endrer havet

Resultatet fra den nye studien kan også bli nyttig i Ellingsens egen forskning.

Han regner på hvordan havet suger til seg CO₂ fra lufta.

Havet er nemlig litt som en svamp. 

Og når det regner, blir svampen større.

– Det er ikke lett å forutse hvor mange og hvor store dråpene blir, men det har veldig mye å si for hvor stor den totale overflaten av havet er. For den blir jo mye, mye større når spruten deler seg opp i bitte små dråper, sier Ellingsen.

De nye formlene kan kanskje forbedre klimamodellene. 

Mer presise modeller vil kunne avsløre hvordan regn påvirker klimaet.

Referanse

R. Dandekar mfl.:  Splash on a liquid pool: coupled cavity–sheet unsteady dynamics,  Journal of Fluid Mechanics, februar 2025.

Opptatt av naturvitenskap og verdensrommet?

Ikke bli et fossil, hold deg oppdatert på dyr, planter, verdensrommet og mye mer mellom himmel og jord med nyhetsbrev fra forskning.no.

Meld meg på