Wissenschaftler der University of Cambridge (UK) haben ein Phänomen erklärt, das als hydraulischer Sprung bezeichnet wird und sich in einem starken Anstieg des Wasserspiegels mit abnehmender Geschwindigkeit äußert. Dieses Phänomen wird in Haushaltswaschbecken und Badewannen beobachtet, wenn ein Wasserstrahl auf eine flache Oberfläche trifft und schnell zu den Seiten geworfen wird, wo eine stehende Stoßwelle auftritt. Dies wurde in einer Pressemitteilung auf Phys.org angekündigt.
Dieses Phänomen wurde erstmals vor etwa 500 Jahren von Leonardo da Vinci beschrieben, aber seitdem kennen die Wissenschaftler den genauen Mechanismus seines Auftretens nicht mehr. Es wurde angenommen, dass der hydraulische Sprung teilweise durch die Schwerkraft der Erde verursacht wird.
In der neuen Arbeit kamen Wissenschaftler jedoch zu dem Schluss, dass das Phänomen auf Viskosität und Oberflächenspannung zurückzuführen ist, als sie das Verhalten von Wasser beobachteten, wenn sprudelnde Strahlen auf eine in verschiedenen Winkeln angehobene Oberfläche trafen. Durch die Modellierung mit diesen Parametern konnten wir die Größe der Hydrauliksprünge genau vorhersagen, unabhängig davon, ob das Wasser nach unten fließt oder nach oben geworfen wird.
Laut Wissenschaftlern werden die Ergebnisse der Studie dazu beitragen, Wege zur Kontrolle des Phänomens zu entwickeln, beispielsweise die Zugabe von Tensiden zu Wasser. Obwohl der hydraulische Sprung in Waschbecken harmlos ist, können in Wasserleitungen starke Wellen, Turbulenzen und Wirbel auftreten, die zu einem raschen Verschleiß von Versorgungsunternehmen und Geräten führen. Darüber hinaus wird durch die Kontrolle des Phänomens die Menge des verwendeten Wassers verringert.
