Door Eugenie Samuel
DRIP-DROP, druppel-druppel, druppel-druppel-druppel. Druppelende kranen kunnen ondraaglijk
onvoorspelbaar zijn. Als u wel eens een slapeloze nacht hebt doorgebracht met het luisteren naar lekkende
leidingen, weet u hoe vervelend dat kan zijn. Net als je brein denkt het patroon te hebben uitgevogeld, wordt je door de kraan op het verkeerde been gezet. De spanning van het wachten op de volgende druppel koud water op het voorhoofd van een slachtoffer werd ooit in Amerikaanse gevangenissen gebruikt om bekentenissen uit te lokken, en dreef sommige gevangenen tot waanzin.
Dezelfde onvoorspelbaarheid heeft wetenschappers gekweld die
druppelende kranen probeerden te begrijpen. “Het is een heel oud probleem,” zegt Jack Swift van het Center for Nonlinear Dynamics, onderdeel van de Universiteit van Texas in Austin. Nu kan één Amerikaanse
wetenschapper ons allemaal uit onze ellende verlossen. Vorig jaar heeft Osman Basaran van de Purdue
Universiteit in Indiana de belangrijkste vergelijkingen voor vloeistofdruppels opgelost en geleerd
om op de rand van de chaos te spelen. Hij hoopt dat zijn resultaten op allerlei
manieren zullen worden gebruikt, van hulp bij het bouwen van betere inkjetprinters tot het mogelijk maken van geheel nieuwe
technologieën.
Het is niet moeilijk te zien hoe druppels zich vormen. Om te beginnen vormt de vloeistof een uitstulping aan de monding van een kraan of spuitmond, die een peervorm krijgt naarmate er meer vloeistof in komt.
De vloeistof onderin begint sneller te vallen dan van boven wordt aangevuld,
dus krijgt de peer een hals. De hals wordt dunner en knijpt af, en de druppel valt
(zie diagram).
Maar waarom druppelen kranen soms en produceren ze soms een
stroom water? Waarom zijn de druppels zo groot als ze zijn? Hoe beïnvloedt de ene druppel de
volgende?
Of het nu in kranen, rivieren of inkjetprinters is, vloeistoffen zijn duivels …