|
|
Een stalen kogel die op een bed van zeer los gepakte kleine zandkorrels valt, veroorzaakt een krachtige naar boven spuitende straal van zand. Dat ontdekte in 2004 een groep onderzoekers van de Universiteit Twente en de Stichting FOM onder leiding van Detlef Lohse. De kogel trekt in zijn kielzog een holte die gevuld wordt met lucht afkomstig uit de ruimtes tussen de zandkorrels in de omgeving van de kogel. De korrels zijn zeer los gepakt en daardoor zit er relatief veel lucht tussen. De hydrostatische druk in het zand perst de holte in elkaar. Dat gebeurt met zo'n kracht dat een straal van zandkorrels omhoog spuit. Wanneer je de luchtdruk boven het zandbed verlaagt, dan wordt de straal minder heftig, zo bleek een jaar later uit experimenten van John Royer en collega's in de Verenigde Staten. Lohse en zijn medewerkers Gabriel Caballero (FOM), Raymond Bergmann (FOM), Devaraj van der Meer (UT) en Andrea Prosperetti (UT, Johns Hopkins) verdiepten zich hier verder in. Ze constateren dat de luchtdruk boven het zandbed van invloed is op de snelheid waarmee de kogel zich door het zand voortbeweegt. Hoe hoger de luchtdruk, hoe dieper de kogel kan komen en hoe groter als gevolg daarvan de hydrostatische druk die de holte achter de kogel dicht perst. De bewegende kogel produceert een luchtstroom en die blijkt de toch al losse pakking van de zandkorrels verder te verzwakken. Hij maakt als het ware ter plekke een beetje drijfzand waardoor hij gemakkelijker verder het zand kan indringen, zo blijkt uit waarnemingen tijdens experimenten in Twente. Bij een hogere luchtdruk boven het zandbed wordt dit effect sterker. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in de Physical Review Letters van 6 juli 2007.
|
