«Визг» скотча объяснили сверхзвуковыми ударными волнами

Ударные волны распространяются со скоростью около 355 метров в секунду.

Китайским исследователям удалось объяснить давно известное явление: характерный «визг» при отклеивании скотча. Чтобы разобраться в механизме явления, ученые провели эксперимент с обычной прозрачной лентой скотча шириной 19 миллиметров, отклеиваемой от стеклянной поверхности.

Процесс записывали сразу два высокочувствительных микрофона и две сверхскоростные камеры. Одна камера наблюдала за лентой снизу, через стекло, а другая использовала метод шлирен-визуализации, позволяющий фиксировать мелкие возмущения воздуха.

Наблюдения показали, что скотч отделяется от поверхности не плавно, а рывками. Сначала клей на доли секунды удерживает ленту на поверхности, затем сцепление резко разрывается, и лента скачком продвигается вперед. Во время отклеивания этот процесс повторяется много раз.

Когда скотч все-таки отклеивается, в клеевом слое формируются узкие поперечные трещины, которые быстро распространяются от одного края ленты к другому. Скорость их формирования может превышать скорость звука.

Из-за такой скорости за трещиной возникает микроскопическая полость между лентой и стеклом, этакий карман с пониженным давлением. Когда полость достигает края ленты, она мгновенно схлопывается, и в окружающий воздух выбрасывается слабая ударная волна.

Ученые обнаружили, что характерный «визг» образуют именно последовательности таких ударных волн. Их скорость оценили примерно в 355 метров в секунду — немного быстрее скорости звука.