Можно ли плавать в «теневых шарах» (shade balls)? Дерек Маллер, ведущий популярного научного канала Veritasium, решил проверить этот вопрос на практике, закупив 10 000 специализированных полых сфер, которые обычно используются для защиты воды в резервуарах от испарения и ультрафиолета. Несмотря на предупреждения производителей о том, что такой эксперимент небезопасен, команда Veritasium провела серию испытаний, чтобы выяснить, как ведут себя эти объекты в условиях бассейна и какое сопротивление они оказывают пловцу.
🧪 Научный подход к опасному эксперименту 0:53
Хотя наиболее безопасным способом тестирования было бы плавание на мелководье, Дерек Маллер выбрал более радикальный путь, решив прыгнуть в глубокую часть бассейна, чтобы оценить физические свойства среды. Основная опасность «теневых шаров» заключается в их весе: каждая сфера заполнена водой примерно наполовину, что делает их тяжелыми и инертными.
- Партия из 1 200 шаров весит 300 килограммов (около 660 фунтов).
- При максимальной плотности упаковки сферы перекрывают лишь около 91% поверхности воды, оставляя пространство для проникновения света.
- Отражение света от шаров создает специфические узоры на дне, а шум от их столкновений настолько силен, что заглушает все вокруг.
🏊 Плавание в однослойной среде 3:29
Первый этап эксперимента показал, что плавание в слое шаров технически возможно, но сопряжено с серьезными физическими трудностями. Маллер отметил, что, несмотря на «бассейновую» структуру, сферы постоянно сталкиваются, нанося удары по телу пловца.
При плавании в шарах ведущий канала Veritasium столкнулся с эффектом сопротивления, которое прямо пропорционально квадрату скорости пловца ($V^2$). Его аргументация такова: двигаясь быстрее, человек сталкивается с большим количеством частиц за единицу времени, и энергия этих столкновений растет, так как сферы приобретают скорость относительно пловца.
Приглашенные пловцы, Кристиан и Джордан, также попробовали стиль баттерфляй. Они пришли к выводу, что этот стиль еще сложнее, так как требуется не только проталкивать сферы вперед, но и активно выталкивать их из-под себя, что приводит к ударам шаров о плечи и лицо.
🏜️ Многослойные препятствия и эффект зыбучих песков 6:19
Второй этап тестирования включал попытку преодолеть несколько слоев «теневых шаров», что больше соответствует реальным условиям покрытия резервуаров LA Reservoir.
- Попытка бега: Попытки пробежать или проскользить по поверхности провалились. Каждая сфера, будучи погруженной в воду, может поддержать только около 300 граммов веса, поэтому для удержания человека потребовалось бы более 260 шаров непосредственно под ним.
- Эффект зыбучих песков: Маллер сравнил поведение шаров с зыбучими песками: если пловец остается неподвижным, он может держаться на поверхности. Однако, как только начинается движение, шары приобретают кинетическую энергию, начинают перераспределяться, и человек неизбежно идет ко дну.
В конечном итоге команда пришла к выводу, что при многослойном покрытии сферы «заклиниваются» друг в друге, превращаясь из подвижной среды в нечто, напоминающее твердое тело, что делает обычное плавание практически невозможным.
🎁 Судьба 10 000 шаров 10:02
После завершения съемок перед Дереком Маллером встал вопрос утилизации инвентаря. В качестве благодарности своим зрителям он решил подписать каждый из 10 000 «теневых шаров» и разослать их подписчикам на Patreon по всему миру. Ведущий признал, что логистические и почтовые расходы будут значительными, но расценил это как лучший способ выразить признательность сообществу, чья поддержка позволила осуществить этот необычный научный эксперимент.
