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Hey, hier ist Destin, willkommen zurück zu Smarter Every Day. Ich habe viel über Waffen unter Wasser gelernt,
was ziemlich cool ist. Ich meine im ersten Video habe ich gelernt was hier hinten passiert
beim Schießen. Das Problem ist aber, dass ich an die Grenzen meines Systems gestoßen bin und nicht gesehen habe
was passiert wenn die Kugel austritt und ins Wasser geht. Jetzt möchte ich genau das sehen,
also habe ich eine Weile darüber nachgedacht und hatte einen Geistesblitz. Anstelle des Aquariums,
das das Wasser mit dem Gewehr innen hielt, baute ich das um das Wasser draußen zu halten.
Aber das Problem ist, auch wenn ich all dieses coole Zeug gebaut habe und ich eine der besten kaufbaren
Highspeed-Kameras in den Händen halte, hatte ich nicht genug Hände um alles zu bedienen.
Also habe ich ein paar Freunde zur Unterstützung eingeladen.
Es wird funktionieren.
- Sicher?
- Sicher.
- Verrückt gut.
(Destin) Ich hätte am liebsten
den weitestmöglichen Blick den wir durch den Spiegel kriegen können.
- Also müssen wir mit dem Weitwinkel so nah wie möglich am Spiegel sein sonst sehen wir den Aufbau, oder?
- Denk' ich auch.
(Destin) Welches Objektiv wirst du nehmen?
- Objektiv...
Also du wirst in der Mitte sein.
- Also sollten wir ein Objektiv nehmen, oder? [lacht]
- Wir sollten eins benutzen. [lacht]
- Das Problem eine AK unter Wasser abzufeuern ist, dass
ich die Kamera nicht auslösen kann, darum sind hier die Slow Mo Guys um mir zu helfen.
Mit was wirst du filmen?
- Wir nehmen heute die Phantom v1610, die mit bis zu
18.000 Bildern pro Sekunde bei 720p läuft.
- Ich kann nicht so hoch zählen.
- Auf jeden Fall mehr als... du Finger hast.
- Kannst du mich zumachen?
- Es sei denn du kommst aus Alabama
- Nur um euch zu zeigen wie kalt
es ist während wir das hier machen, das sind rund 4 °C
Das ist kaaalt. Die Kamera schaut in den oberen Spiegel, reflektiert dann herunter
und unter Wasser ist es quasi wie ein Periskop. Hier hab ich das Gewehr...
Ihr könnt es dort sehen, mit der Phantom.
[Gewehr wird gespannt]
[Gewehrschuss]
[Gewehrschuss]
[Bläschen]
[Gewehr entladen]
[Verlangsamter Gewehrschuss]
[Mehrere Knalllaute]
Okay, es war sehr gleichmäßig. Wir haben ungefähr
1,5 - 2 Meter Reichweite.
[Gewehrschuss]
[Verlangsamter Gewehrschuss]
[Verlangsamter Gewehrschuss]
[Knalllaute]
[Gewehr entladen]
Ok. So, was haben wir grade gelernt?
Ihr könnt sehen, dass genau hier Gas austritt. Es ist eine kleine Gasblase.
Und das passiert, weil... Der Schließkolben entlüftet genau
wenn es hinter... [lacht] Ich kann nicht reden, ich erfriere. Wenn die Kugel entlang
des Laufs läuft kommt sie an dieser Gasblockade vorbei und drückt Gas gegen diesen Kolben.
Ihr könnt sehen dass sich nun der Bolzen bewegt aber schaut was passiert.
Genau hier öffnet er diesen kleinen Gas-Auslass. Darum entsteht genau da eine Blase
während des Schusses. Wenn wir das abnehmen könnt ihr sehen, dass der Kolben
entlüftet wenn er nur etwa einen Zentimeter zurück geht. Überlegt mal,
das ist cool, weil dieser kurze Druckimpuls reicht um all die Federn und die Reibung
in der Waffe zu überwinden und nachzuladen, einfach durch die Massenträgheit.
[Gewehrschuss]
[Gewehrschuss] [Wasserspritzer]
Oh Mann... Es ist kalt.
[Gelächter]
Also... Jetzt filmen wir über die Schulter?
- Ja, ja. Über die Schulter.
- Alles klar.
(Destin) Alles bereit zum Laden?
- Bereit zum Laden.
- Bereit zum Schießen?
- Bereit zum Schießen.
- 3... 2... 1... [Gewehrschuss]
(Destin) Waffe ist entladen.
- Ohh.
- Hast du es?
- Hab es. Ich schaue es mir mal an.
[Verlangsamter Gewehrschuss]
[Mehrere Knalllaute]
[Verlangsamter Gewehrschuss]
[Musik]
[Verlangsamter Gewehrschuss]
[Knalllaute]
[Gewehrschuss unter Wasser]
Yeah. Ich wusste es würde cool werden, aber nicht so cool. Lasst mich versuchen zu erklären was ich denke was hier passiert.
Wir haben diese Oszillation, die ihr nach dem Schuss in den Blasen sehen könnt. Das ist super.
Ich habe nicht verstanden warum die Blasen sich wieder aufblähten nachdem sie zusammen fallen. Aber das passiert:
Es gibt eine Gleichung namens Rayleigh-Plesset-Gleichung, die das gesamte Verhalten einer Blase unter Wasser beschreibt.
Sie ist zu schwer um sie per Hand zu lösen, man muss Supercomputer benutzen um sie zu lösen aber prinzipiell passiert das:
Am Anfangspunkt herrscht ein super hoher Druck in der Blase und sie beginnt Schwung an die Flüssigkeit
um sie herum abzugeben, also fängt sie an zu wachsen. An einem bestimmten Punkt
ist der Druck in der Blase gleich groß zu dem Druck außerhalb von ihr, und so wächst sie weiter
bis das Wasser sie irgendwann stoppt. An diesem Punkt herrscht innen ein niedriger Druck
und außen ein hoher Druck, also beginnt sie zusammen zu fallen, und wegen des Schwungs der Flüssigkeit
passiert die Blase wieder den Gleichgewichtspunkt und fängt an sich zu verdichten.
Innen entsteht wieder ein super hoher Druck, und Bumm, noch eine Schockwelle entsteht
und der Vorgang startet von neuem. Diese Oszillation tritt so lange auf bis die kinetische
Energie des Systems umgewandelt ist. An diesem Punkt der engsten
Annäherung ist auch der höchste Druck. An diesem Punkt kann manchmal ein Effekt namens
Sonolumineszenz auftreten. Sonolumineszenz tritt auf wenn ein Lichtblitz entsteht
während eine Kavitationsblase zusammen fällt. So gerne ich auch glauben möchte, dass Sonolumineszenz
hier auftritt, bin ich mir ziemlich sicher, dass es nur eine Reflexion von der Sonne über dem Pool ist.
Aber es ist doch sehr interessant, dass es bei der Kollabierung auftritt. Ich frage mich warum
das passiert. Ok, es gibt noch etwas über das wir sprechen müssen. Das ist meine Lieblingsszene.
Zuerst dachte ich, dass die ersten Gase aus dem Lauf dort austreten, wo die Kugel den Lauf
verlässt und die sich ausdehnenden Gase von der Hülse fließen um sie, aber schaut nochmal.
Seht ihr die schwarze Farbe entlang der Blase? Das ist das verbrannte Schießpulver, freigelassen
vom Lauf hinter der Kugel. Wenn man dem Pulver der Blase entlang folgt, sollte es mit der Kugel
auf einer Linie sein. Ja, da ist sie. Aber was ist dann die erste weiße Wolke?
Wenn man eine fließende Flüssigkeit beschleunigt sinkt der Druck in der Flüssigkeit.
Das scheint zunächst genau anders herum zu sein wie man es vermutet, aber so ist es: Es nennt sich
das Bernoulli-Prinzip, bei dem die Geschwindigkeit hoch und der Druck niedrig ist. Schaut euch
dieses Phasen-Diagramm für Wasser an. Das Wasser im Pool hatte 4 °C und
etwa eine Atmosphäre. Wenn wir den Druck des Wasser unter einen bestimmten Punkt bringen
wandelt sich das Wasser zu Dampf. Der Lauf war vor dem Schuss gefüllt mit Wasser,
richtig? Also hat die Kugel es mit einer sehr hohen Geschwindigkeit verdrängt. Dort wo die
Geschwindigkeit hoch ist, ist der Druck niedrig. Eine Kavitation entsteht im Lauf
direkt vor der Kugel. Es will mir nicht so ganz in den Kopf aber genau so passiert es.
Ihr könnt es sogar im Video sehen. Wenn die Kugel die Kavitationsblase verlässt passiert noch etwas.
Ihr bemerkt die rechte Blase sieht aus wie eine Wolke und die linke Blase sieht eher
aus wie Glas. Andrew Davidhazy hat eine paar unglaubliche Erschütterungs-
Diagramme von Kugeln im Flug aufgenommen, welche die Schockwelle vor der Kugel zeigen. Der Bereich hinter
der Schockwelle hat einen niedrigeren Druck. Es wird zu Dampf. Weil dieser
Niedrigdruckbereich eine glattere Fließgrenze hat sieht er mehr wie Glas aus
anstelle von der verwirbelten Wolke, verursacht von der Turbulenten Strömung aus dem Lauf. Da habt ihr's.
Man schießt nicht nur eine Kugel aus dem Gewehr, man schießt drei verschiedene Sachen.
Jetzt wo wir wir die Physik hinter Kavitationen verstehen könnt ihr ganz klar die Effekte von jeder Komponente
im Highspeed-Video erkennen. Ach ja, wir verstehen jetzt auch wie Blasen hüpfen können.
Ein ganz großes Dankeschön an Gavin und Dan the man von den Slow Mo Guys. Sie kamen den ganzen
Weg nach Alabama um mir beim Video zu helfen. Das ist eine ganz schön große Sache. darum haben wir
ein Video auf ihrem Kanal neu aufgenommen, Pistolen unter Wasser, nur diesmal mit einer v1610.
Es ist super. Schaut auf ihren Kanal, es ist die Zeit absolut Wert
Auf meinem Kanal war die Absicht ein super Video zu machen, an dem ihr Spaß habt und auch etwas lernt, und
vielleicht auch euer Abo zu erhalten. Wenn ihr denkt ich bin nah dran, wir haben eine besondere Chemie
zwischen uns, schaut euch Teil 3 des Videos an, Russische Tauchergewehre. Ja, die gibt's wirklich.
Ich konnte eine paar von denen kriegen. Ich habe immernoch die Ninja Scope 3000 oder wie auch immer das heißt.
Ihr seht wohin das führt. Egal, Ich bin Destin, ihr werdet Smarter Every Day,
schönen Tag noch. Wir haben den Pool aus einem bestimmten Grund gewählt.
Jimmy Neutron lebt mitten im Nichts, also wäre die Kugel weg geflogen, wäre jeder sicher gewesen.
Bitte seid schlau, macht das nicht. Schaut wie er das Glas schneidet.
[Kratzen]
Häh?
[Knacken]
(Destin) Was? Wie hat er das grade gemacht?!
[lacht]
(Destin) Geht weg von meinem Computer, geht weg von meinem Computer!
Alles klar, wir haben die Kugeln. Es gab keinen Schaden, aber
man kann deutlich die Rillen vom gezogenen Lauf erkennen.
[ Deutsche Übersetzung von Yannick C. ]
[ Captions by Andrew Jackson ]
captionsbyandrew.wordpress.com
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