ฟิสิกส์ช่วยแก้รำคาญเสียงน้ำหยดจากก๊อก-หลังคารั่ว

  • 25 มิถุนายน 2018
ก็อกน้ำ Image copyright Getty Images

เสียงน้ำหยดติ๋ง ๆ ลงภาชนะรองรับเมื่อก๊อกน้ำชำรุดหรือหลังคารั่วในยามดึกสงัด สร้างความรำคาญใจให้คนที่กำลังจะหลับจะนอนอยู่ไม่น้อย

แต่ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคโนโลยีใหม่ด้านฟิสิกส์ของเสียง จนค้นพบสาเหตุที่แท้จริงของเรื่องนี้แล้ว รวมทั้งพบวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายดายอย่างคาดไม่ถึง ในระหว่างที่ยังไม่มีเวลามาซ่อมก๊อกน้ำหรืออุดรูรั่วบนหลังคา

ทีมนักฟิสิกส์และวิศวกรจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ของสหราชอาณาจักร ตีพิมพ์ผลการศึกษาล่าสุดลงในวารสาร Scientific Reports โดยระบุว่าการที่น้ำหยดลงมามีเสียงดังนั้น เสียงดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นจากตัวหยดน้ำเอง แต่เกิดจากการสั่นของฟองอากาศใต้ผิวน้ำในภาชนะรองรับ

ทีมผู้วิจัยใช้กล้องจับภาพความเร็วสูงเป็นพิเศษบันทึกภาพน้ำหยดลงภาชนะ และใช้ไมโครโฟนความไวสูงบันทึกคลื่นเสียงใต้น้ำที่เกิดขึ้น ขณะหยดน้ำตกกระทบผิวน้ำขังในภาชนะรองรับ

เมื่อนำผลที่ได้มาวิเคราะห์ พบว่าช่วงที่หยดน้ำตกกระทบผิวน้ำขังนั้นเงียบสนิทไม่มีเสียงแต่อย่างใด

แต่แรงตกกระทบทำให้เกิดหลุมที่ผิวน้ำขึ้นชั่วขณะ ก่อนที่ผิวน้ำจะหดตัวกลับเป็นแท่งสูงอย่างรวดเร็วเนื่องจากแรงตึงผิว ชั่วขณะนี้เองที่ทำให้มีฟองอากาศเกิดขึ้น และการสั่นของฟองอากาศบริเวณก้นหลุมทำหน้าที่เสมือนเป็นลูกสูบดันคลื่นเสียงให้ส่งผ่านไปในอากาศได้

กลไกการเกิดเสียงของหยดน้ำที่ค้นพบใหม่นี้ นับว่าต่างจากความรู้ทางกลศาสตร์ของไหลเดิม ที่เชื่อว่าเสียงน้ำหยดติ๋ง ๆ เกิดจากตัวหยดน้ำเองและคลื่นเสียงแผ่ผ่านตัวกลางในน้ำมาสู่อากาศจนเข้าหูของมนุษย์โดยตรง

ดร. อานูรัก อาการ์วัล ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า เมื่อทราบถึงสาเหตุที่แท้จริงของเสียงหยดน้ำแล้ว วิธีแก้ให้เสียงเงียบลงจึงทำได้ง่าย ๆ ด้วยการปรับเปลี่ยนสภาพแรงตึงผิวของน้ำ โดยอาจผสมน้ำยาล้างจานหรือสบู่ลงไปในน้ำที่ขังในภาชนะรองรับเท่านั้น

ความรู้ที่ได้จากการวิจัยครั้งนี้ ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในด้านอื่น เช่นการตรวจวัดปริมาณน้ำฝนให้แม่นยำขึ้น หรือใช้สังเคราะห์เสียงของหยดน้ำที่เหมือนจริงเพื่อใช้ในการถ่ายทำภาพยนตร์

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม