เวลาเราเล่นเตะต่อยเพื่อนในสระว่ายน้ำ จะพบว่ามีแรงต้านแขนขาเราเอาไว้ แรงนี้ต้านแม้แต่กระสุนปืนหรือตอปิโด และล่าสุดนักวิทยาศาสตร์หาทางลดแรงต้านนี้ได้แล้ว

WaterDrag

ชายในคลิปด้านบน (กดที่ภาพเพื่อดูคลิป) จะไม่ถูกปืนไรเฟิลในน้ำกระบอกนี้ยิงตาย เนื่องจากกระสุนถูกแรงต้านน้ำจนไม่อาจไปถึงตัวเขาได้

น้ำเป็นของไหลชนิดหนึ่ง และโดยปกติแล้วของไหลต่างๆนอกจากน้ำ เช่น น้ำมัน นมข้น ฯลฯ ต่างก็มีแรงชนิดหนึ่งที่จะต้านทานการเคลื่อนที่ของวัตถุในของไหลนั้น แรงต้านนี้จะพยายามทำให้ความเร็วในการเคลื่อนที่ของสิ่งของนั้นลดลงเรื่อยๆจนหยุดนิ่งในที่สุด

นักวิทยาศาสตร์พยายามหาทางลดแรงต้านที่ว่านี้มาเป็นเวลานาน จนเมื่อเร็วๆนี้มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี King Abdullah ในประเทศซาอุดิอาระเบีย ได้พบวิธีที่ได้ผล นั่นคือการสร้างฟองอากาศขึ้นห่อหุ้มวัตถุขณะที่มันกำลังเคลื่อนที่ในของไหล ส่งผลให้มันได้รับแรงต้านจากของไหลน้อยลงมากจนแทบจะเรียกได้ว่าไร้แรงต้านก็ว่าได้  โดยในการศึกษาครั้งนี้ทีมนักวิจัยได้ทำการทิ้งลูกบอลขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตรลงในน้ำที่อุณหภูมิห้อง โดยบอลลูกแรกถูกทำให้มีอุณหภูมิสูงถึง 400 องศา ส่วนอีกลูกถูกเคลือบด้วยสาร Superhydrophobiccoating ที่ทำให้พื้นผิวของบอลลูกนี้มีสภาวะไม่ชอบน้ำ (Superhydrophobiccoating – สารเคลือบที่ทำให้ผิววัตถุไม่เปียกน้ำ เมื่อเคลือบไปบนพื้นผิวใดก็จะทำให้มีความสามารถในการกันน้ำ โดยมันจะทำให้เกิดชั้นอากาศบางๆระดับนาโนกั้นระหว่างผิววัตถุกับของไหลเอาไว้)

โดยผลจากการทดลองทั้งสอง นักวิจัยพบว่าลูกบอลทั้งสองสามารถลดแรงต้านทานของของไหลได้ถึง 90%  ซึ่งผลที่เกิดขึ้นมีสาเหตุมาจากบอลลูกที่ถูกทำให้มีอุณหภูมิสูงถึง 400 องศา เมื่อถูกทิ้งลงไปในน้ำ น้ำที่สัมผัสโดนผิวของลูกบอลลูกนี้จะระเหยเป็นไอในทันที ทำให้เกิดชั้นของไอน้ำขึ้นมาห่อหุ้มลูกบอลเอาไว้ ส่งผลให้มันได้รับผลจากแรงต้านของของงไหลน้อยมาก ในขณะที่บอลลูกที่สองที่เคลือบด้วยสาร Superhydrophobiccoating จะมีชั้นอากาศบางๆระดับนาโนกั้นระหว่างผิววัตถุกับของไหลเอาไว้ ทำให้มันไม่ได้รับผลของแรงต้านฯเช่นเดียวกัน

ก่อนหน้านี้ แรงต้านจากน้ำทะเลเคยเป็นอุปสรรคในการยิงตอปิโดจากเรือดำน้ำและกองทัพเคยแก้ปัญหาด้วยวิธีการคล้ายๆกันนี้ คืออาศัยฟองอากาศจากท่อยิงเพื่อให้ทอร์ปิโดทำความเร็วได้มากที่สุดโดยไม่ถูกต้าน แต่นั่นสามารถลดผลของแรกต้านฯได้เพียง 10-20% เท่านั้นในขณะที่การค้นพบครั้งล่าสุดนี้ประสบความสำเร็จที่ 90% ซึ่งถ้านำกลับไปใช้กับเทคโนโลยีอาวุธ จะทำให้สามารถยิงตอปิโดไปได้ไกลและแม่นยำขึ้นมาก

ที่มา http://www.iflscience.com/physics/scientists-just-found-a-way-to-reduce-drag-in-water-to-almost-zero/

เรียบเรียงโดย @MrVop