Ученые раскрыли тайну «визга» скотча

Физики выяснили, почему отрываемая от поверхности липкая лента издает характерный скрежещущий звук. Разгадать механизм удалось международной команде ученых из Саудовской Аравии, Китая и Индии. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review E.

Процесс отклеивания происходит неравномерно, по циклу «прилипание — срыв». Край ленты тянут вверх, она мгновение держится, затем сила натяжения преодолевает сцепление, происходит рывок — и все повторяется. Чтобы понять природу звука, исследователи засняли процесс с помощью двух высокоскоростных камер и двух микрофонов. Одна камера снимала через стеклянную подложку снизу, другая — в режиме шлирен-съемки, фиксирующем малейшие изменения плотности воздуха.

Синхронизация изображений и звука дала ключ к разгадке. Когда ленту тянут, в клеевом слое образуется узкая поперечная трещина. В фазе срыва ее конец движется к краю ленты со скоростью до 600 метров в секунду — это почти вдвое быстрее скорости звука в воздухе (343 м/с). Достигая края, трещина создает микроскопические вакуумные пузырьки, которые мгновенно схлопываются, порождая ударную волну. Затем чуть выше формируется новая трещина, и цикл повторяется.

Частота этих циклов настолько высока, что отдельные ударные волны сливаются для человеческого уха в один непрерывный визг. Таким образом, знакомый каждому звук — это не что иное, как серия сверхзвуковых микро-взрывов в клеевом слое.